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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Klebebinders in Abhängigkeit der Papiereigenschaften mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Die Erfindung liegt in dem technischen Gebiet des Buchbindens.
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Zum bisherigen Stand der Technik ist folgendes bekannt:
Für die Ermittlung der Papiereigenschaften ist die Zug- und Zerreißprobe das bekannteste Verfahren. Mit ihr lassen sich mit einfachen Mitteln die Zusammensetzung und damit die Eigenschaften des Papiers ermitteln. Die ermittelten Eigenschaften ermöglichen zwar keine direkte Prognose über die zu erwartende Klebebindefestigkeit, sind aber wichtige Parameter für Maschineneinstellungen des Klebebinders bezüglich Rückenbearbeitung und die Auswahl des Klebstoffes. Zur Durchführung der Zug- und Zerreißprobe nimmt man eine Papierprobe und spannt diese in einen Zugtester ein. Die Kraft wird erhöht und der Kraftverlauf mittels Kraft-Wegaufnehmer aufgenommen. Im Moment des Zerreißen fällt der Kraftverlauf sofort ab. Dies gibt Aufschluss, wie gut das Papier in sich hält, und damit, wie hoch der Faseranteil im Papier ist.
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Für den Zugtest sind verschiedene Varianten möglich. Z. B. kann man ihn durchführen bis zum vollständigen Zerreißen des Papiers. Eine andere Variante ist die eines Zugtests mittels Nadeln, die durch die Probe gezogen werden.
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Andere bekannte Tests sind z. B. die Ermittlung der Papiereigenschaften und der Papierbestandteile durch Einweichen oder Auflösen in bestimmten Chemikalien. Ein weiterer bekannter Test ist der Aschetest: D. h. das Papier wird verbrannt und die Rückstandsmenge gewogen – was Aufschluss über das Maß der Zusätze wie z. B. den Strichanteil im Papier gibt.
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Buchbindemaschinen, wie z. B. Klebebinder, dienen der Herstellung von klebegebundenen Broschuren oder Buchblocks für Festeinbände, wobei die zu einem Buchblock zusammengetragenen Falzbogen und/oder Einzelblätter durch Auftragen eines Klebstoffs auf den zuvor bearbeiteten Blockrücken verbunden werden. Die möglichen Bindeverfahren und die Produktvarianten sind von der Maschinenausrüstung abhängig. Diese besteht im Wesentlichen aus den Funktionseinheiten Buchblocktransportsystem, Buchblockeinführstation, Rückenbearbeitung, Rückenbeleimen, Zwischentrocknung, Seitenbeleimen, Rückenverstärkung, Umschlag anlegen, Umschlag andrücken und trocknen. Einen derartigen Klebebinder zeigt beispielsweise die
DE20 2005 007 012 U1 .
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Für die Einstellung des Klebebinders, welche direkt abhängig ist von den Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials, ist die Einstellung aufgrund von Erfahrungswissen des Bedieners der aktuelle Stand der Technik. Die Beurteilung der Produkte erfolgt dabei anhand von Dicke, Grammatur und Format. Mit diesen Werten und den Erfahrungen des Bedieners bezüglich der Papierart und deren Eigenschaften werden die Klebebinder für die Produktion eingerichtet. Dies hat zur Folge, dass für jeden neuen Auftrag mit anderen Papierarten die Einstellungen für den Klebebinder aufs Neue ermittelt werden müssen. Zudem ist man sehr stark abhängig von der Erfahrung des jeweiligen Bedieners.
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Um diese Nachteile abzumildern, offenbart die Anmeldung
DE 197 41 755 A1 , dass Soll-Werte in die Maschine eingegeben werden und nach den Bearbeitungsschritten der Maschine, wie beispielsweise Fräsen oder Beleimen, die Ist-Werte mit den Soll-Werten verglichen werden. Vorhandene Abweichungen werden mittels Sensorik erkannt und die Bearbeitungsschritte automatisch nachgeregelt. Es entstehen in der Steuerung Erfahrungswerte, die durch die Erkenntnisse der verarbeiteten Produkte aktualisiert und angepasst werden. Somit werden künftige Produkte schon genauer mit dem Ist am Soll produziert. Da hierbei jedoch die Papiereigenschaften als Eingangsparameter nicht zur Verfügung stehen, ist weiterhin ein erfahrener Bediener notwendig, da andernfalls die Anfangsabweichung von Ist zu Soll so groß werden würde, so dass mehrere Nachregelungsschritte nötig werden, womit ein erhöhter Ausschuss entsteht. Dieses Problem tritt bei jedem neuen Material auf für das noch keine Erfahrungswerte, also Voreinstellungen, bekannt sind.
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Aufgabe ist es daher ein Verfahren zu entwickeln, dass anhand von Materialtests für jedes in Frage kommende Material optimale Voreinstellungen für jeden neuen Produktionsauftrag ermöglicht. Damit ließe sich als Vorteil die Anzahl der iterativen Nachkorrekturschritte minimieren und somit Ausschuss konsequent reduzieren. Zudem wäre man nicht mehr auf erfahrenes Bedienpersonal angewiesen, da das Knowhow über die korrekten Voreinstellungen anhand der Materialtests, sowie der iterativen Nachkorrektur bereits vorhanden ist.
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Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe stellt ein Verfahren mit den Merkmalen von Hauptanspruch 1 dar.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Einstellen spezifischer Maschinenkonfigurationen eines Klebebinders, insbesondere bezüglich Rückenbearbeitung, Leimauftrag und Positionierung der Andrückstationen für den zu bearbeitenden Buchblock in Abhängigkeit bestimmter Papiereigenschaften, umfasst die folgenden Schritte: Durchführung von Materialtests für zu verarbeitende Papiersorte, Ermittlung der Papiereigenschaften anhand der Ergebnisse der Materialtests, Zuordnung der Papiereigenschaften zu einem bestimmten Satz von Einstellungsparametern für den Klebebinder und die Konfiguration des Klebebinders mit diesen Einstellungsparametern. Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass durch die Zuordnung der Papiereigenschaften zu einem bestimmten Satz von Einstellungsparametern, von denen bekannt ist, dass sie für diese Papiereigenschaften gut funktionieren, der Offset zwischen den Voreinstellungen und den sich im Laufe des Betriebes sprich der Produktion herauskristallisierenden optimalen Einstellungen, entsprechend minimal ist. Das bedeutet, dass Nachkorrekturen der Einstellungen im laufenden Betrieb wenn überhaupt dann nur minimal notwendig sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass auch unerfahrenes Personal eingesetzt werden kann.
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Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen dieser Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Materialtests aus ein bis mehreren Zug- und Zerreißtests pro Papiersorte bestehen und der dabei gemessene Kraftverlauf Aufschluss über die Papiereigenschaften gibt.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die ein bis mehreren Zerreißtests bis zum vollständigen Zerreißen des Papiers durchgeführt werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass ein bis mehrere Zugtests durch Dehnung und ohne Zerreißen des Papiers durchgeführt werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass ein bis mehrere Zugtests mittels Nadeln, welche durch die Probe gezogen werden, durchgeführt werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass während des Betriebs des Klebebinders eine Nachkorrektur der Einstellungsparameter anhand von bei jeder Benutzung aus den Produktionsergebnissen gewonnen Erfahrungswerten erfolgt.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die aus den Materialtests ermittelten Papiereigenschaften (Reißkraft und Papierdicke) den entsprechenden Einstellungsparametersätzen in Form eines Datensatzes, darstellbar in einem Diagramm, zugeordnet werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die ermittelten Datensätze, welche die Zuordnung von bestimmten Papiereigenschaft zu bestimmten Einstellungsparametersätzen enthalten, gesammelt und katalogisiert in einem Speichermedium abgelegt werden und von diesem Speichermedium aus für die Konfiguration beliebig vieler Klebebinder verwendet werden können.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die in den Datensätzen enthaltenen Einstellungsparametersätze mit den aus den Produktionsergebnissen gewonnen Erfahrungswerten aktualisiert werden können.
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Die Erfindung als solche sowie konstruktiv und/oder funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen.
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Die Zeichnungen zeigen:
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1 eine Übersicht über den beispielhaften Aufbau eines Klebebinders,
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2 einen beispielhaften Aufbau einer Messvorrichtung für Zerreißtests,
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3 den Ablauf eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 ein Maschineneinstelldiagramm, das die Zuordnung zwischen Papiereigenschaften und dem Einstellungsparametersatz des Klebebinders darstellt,
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1 zeigt als Beispiel für die Funktionsweise eines Klebebinders 1 einen Ausschnitt aus einer Buchbindemaschine mit einem Teil des zugehörigen Buchblocktransportsystems 15, welches durch eine angetriebene umlaufende Kette mit daran befestigten Klammern 10 gebildet wird. Buchblöcke 8 werden von einer Zusammentragmaschine 11 kommend in Transportrichtung T der Buchbindemaschine zugeführt. Die Buchblöcke 8 werden von Klammern 10 ergriffen und zu einer ersten Bearbeitungsstation, einer Rückenbearbeitungsstation 12, transportiert. Die Rückenbearbeitungsstation 12 kann mehrere nicht dargestellte Bearbeitungswerkzeuge besitzen. Der an seinem Rücken bearbeitete Buchblock 8 wird weiter zu einer Leimauftragsstation 13 transportiert und mit Klebstoff versehen. In einer Vorrichtung zum Anlegen und Fixieren des Umschlages 18 werden von einer Umschlagzuführstation 17 in Zuführrichtung U zugeführte Umschläge 9 an die Buchblöcke 8 angelegt und fixiert und in der Vorrichtung zum Anpressen eines Umschlags 19 angepresst und miteinander verbunden. Anschließend werden die Buchblöcke 8 weiter durch eine Kühlstrecke 16 zu einer Beschnittstation 20 (nicht näher dargestellt) transportiert.
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In 2 wird ein Ausführungsbeispiel für eine Zerreißmaschine gezeigt. Mit ihr ist es möglich die Eigenschaften 4 verschiedenster Papierarten mittels Zug- und Zerreißtests zu bestimmen. Dazu müssen die jeweiligen Papierproben auf dem Schneidtisch 21 per Hand auf eine passende Größe zurechtgeschnitten werden. Dann werden sie in den Probenauffang eingespannt und durch Probenklemmen 23 befestigt. Als Nächstes wird das eingespannte Papier durch einen mittels eines Motors 22 angetriebenen Kugelumlauftriebs 24 einer mechanischen Kraft ausgesetzt. Die Kraft wird kontinuierlich erhöht, bis das Papier zerreißt. Während des Vorgangs wird der Kraftverlauf mittels eines Zugsensors 25 gemessen und die Messwerte an einen Rechner übermittelt. Anhand dieser Messwerte lassen sich dann die Papiereigenschaften bestimmen.
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In 3 wird der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ausführungsbeispiels übersichtlich dargestellt. Als erster Schritt werden die benutzten Materialien, in diesem Fall bestimmte Papiersorten auf ihre Eigenschaften 4 untersucht. Hierzu werden bestimmte, aus dem Stand der Technik bekannte, Tests benutzt. In diesem Fall werden mehrere Zerreißtests mittels der in 2 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. Es wäre jedoch auch denkbar, in Zukunft auf Techniken der digitalen Bildverarbeitung zurückzugreifen. Damit könnten die Papiereigenschaften 4 durch eine optische Analyse (z. B. Auszählen der Fasern) ermittelt werden – ohne dass überhaupt Papiermaterial verbraucht werden muss. Nach dem Feststellen der Papiereigenschaften 4 werden mit diesen aus einem Katalog von verschiedenen Einstellungsparametersätzen 2 die für diese Papiereigenschaften 4 am besten geeigneten Einstellungsparameter 2 ausgewählt. Der Katalog besteht aus einer Datenbank 5, in welcher für verschiedenste Papiereigenschaften 4 ein entsprechender Satz von Einstellungsparametern 2 für den Klebebinder 1 zugeordnet ist. Die Datenbank 5 ist dabei optimalerweise auf einem zentralen Rechner gespeichert, auf welchen beliebig viele Klebebinder 1 Zugriff haben. Auch eine lokale Speicherung im jeweiligen Klebebinder 1 ist denkbar. Als für Menschen lesbare Darstellungsform ist, neben einer Tabellenform, vor allem ein Maschineneinstelldiagramm vorgesehen. Ein Beispiel eines solchen Diagramms ist in 4 offenbart. Nach Auswahl der für die aktuellen Papiereigenschaften 4 optimalen Einstellungsparameter 2, wird der Klebebinder 1 mit diesen konfiguriert. Danach läuft die Produktion an. Im Laufe dieser wird, wie aus dem Stand der Technik bekannt, das Produktionsergebnis überprüft und die aktuelle Konfiguration bedarfsweise nachjustiert. Nach Abschluss der Produktion wird der aus der Datenbank 5 ausgewählte Satz von Einstellungsparametern 2 mit im Laufe der Produktion erfolgten Änderungen aktualisiert. Damit wird sichergestellt, dass die Datenbank 5 stets auf dem neuesten Stand ist und sämtliche einstellungsrelevanten Erfahrungen aus dem laufenden Betrieb beinhaltet.
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Sollte am Anfang noch kein Satz von Einstellungsparametern 2 für das aktuelle Material vorhanden sein, so wird auf Standardwerte zurückgegriffen. Nach Abschluss des Verfahrens wird dann der im Laufe der Produktion nachjustierte und damit angepasste Parametersatz 3 zusammen mit den in Schritt 1 ermittelten Papiereigenschaften 4 zur Datenbank 5 hinzugefügt, wodurch sich eine aktualisierte Version der Datenbank 6 ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klebebinder
- 2
- Satz von Einstellungsparametern
- 3
- Korrigierter Satz von Einstellungsparametern
- 4
- Papiereigenschaften
- 5
- Datenbank mit Sätzen von Einstellungsparametern in Abhängigkeit von Papiereigenschaften
- 6
- Aktualisierte Datenbank mit Sätzen von Einstellungsparametern in Abhängigkeit von Papiereigenschaften
- 7
- Information über Papiersorte
- 8
- Buchblock
- 9
- Umschlag
- 10
- Buchblockklammer
- 11
- Position Zusammentragmaschine
- 12
- Position Rückenbearbeitungsstation
- 13
- Position Leimauftragsstation
- 14
- Position Fälzelstation
- 15
- Buchblocktransportsystem
- 16
- Position Kühlstrecke
- 17
- Position Umschlagzuführstation
- 18
- Position Umschlaganlegestation
- 19
- Position Umschlaganpressstation
- 20
- Position Beschnittstation
- 21
- Schneidtisch
- 22
- Motor
- 23
- Probenklemmen
- 24
- Kugelumlauftrieb
- 25
- Zugsensor
- 26
- Linear-Kugelführungseinheiten
- 27
- Stanzeinheit
- T
- Transportrichtung
- U
- Zuführrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202005007012 U1 [0006]
- DE 19741755 A1 [0008]
