DE10325378A1

DE10325378A1 - Trimmer zum Beschneiden eines Buches und Beschnittmesser

Info

Publication number: DE10325378A1
Application number: DE2003125378
Authority: DE
Inventors: Timothy Andrew Halifax Burke; David Robert Dawley; Drew Edwin Kiefaber
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Goss International Americas LLC
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-02-12
Also published as: US20040020340A1

Abstract

Ein Trimmer (60) zum Beschneiden eines Buchs (20) umfasst eine Stütze (30) zum Stützen des Buchs (20), ein Beschnittmesser (40) zum Beschneiden einer Kante des Buchs (20) und ein sich hin und her bewegendes Stellglied (50) zum Bewegen des Beschnittmessers (40) in die Richtung (D) auf das Buch (20) zu, um die Kante des Buchs (20) zu beschneiden. Das Beschnittmesser (40) umfasst eine Beschnittmesskante (45) mit einem ersten Abschnitt (42) und einem zweiten Abschnitt (44), der relativ zum ersten Abschnitt (42) abgewinkelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trimmer zum Beschneiden eines Buchs und ein Beschnittmesser zum Beschneiden eines Buchs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 10.

Die US-Patentanmeldung mit der Nummer US 2002/0034428 offenbart einen Trimmer zum Beschneiden von zu großen Rändern entlang einer Seite, zwei Seiten oder drei Seiten eines klebegebundenen Buchs. Das Buch wird von einem Buchhalteelement erfasst, und ein Fräsemesser beschneidet die Kanten des Buchs. Das Fräsemesser hat eine flache Kante und bewegt sich hin und her.

Die EP 1 201 379 offenbart einen Dreiseitentrimmer mit einem Oberkantenbeschnittmesser, einem Unterkantenbeschnittmesser und einem Vorderkantenbeschnittmesser, die alle flache Kanten aufweisen und sich hin- und her- bewegen.

Die EP 0 893 277 offenbart einen insbesondere zum Beschneiden von Buchrücken geeigneten Trimmer. Ein Fräseschneider umfasst einen scheibenförmigen Körper mit besonders geformten Zähnen. Der Trimmer ist als ein Rotationsschneider ausgebildet.

Bei bekannten Trimmern zum Beschneiden von Büchern tritt das Problem auf, dass sich die Verklebung des Umschlags eines Buchs mit dem innen liegenden Bogenmaterial löst.

1 und 2 zeigen eine von den Erfindern der vorliegenden Erfindung vorgenommene Kraftvektorenanalyse, bei der die bei Beschnitt eines Endes eines Buchs 20 durch ein gerades Beschnittmesser 10, d.h. ein Beschnittmesser 10 mit einer geraden Kante 12, in einem Winkel α auftretenden Kräfte analysiert werden. Das Buch 20 umfasst Bogenmaterial 26 und einen Umschlag 22, der mit Hilfe eines Klebstoffs 24 mit dem Bogenmaterial 26 verbunden ist.

Es entsteht eine zur Messerkante 12 orthogonal verlaufende Kraft FR mit einer Kraftkomponente F1 parallel zu einer Tangente an die Berührungsfläche zwischen dem Bogenmaterial 26 und dem Umschlag und einer zu dieser Tangente orthogonalen Kraftkomponente FN. Wie in 1 gezeigt ist, ist die orthogonale Kraft FN zu Beginn des Schneidevorgangs an der Oberseite des Buchs 26 und des Umschlags 22 durch das Messer 22 in das Buch hinein gerichtet. Zu diesem Zeitpunkt löst sich der Umschlag 22 in der Regel noch nicht vom Bogenmaterial 26.

Wie jedoch anhand von 2 zu erkennen ist, ist die auf den Umschlag 22 wirkende orthogonale Kraft FN bei fortschreitendem Schneidevorgang durch den unteren gebogenen Abschnitt 28 des Umschlags 22 vom Bogenmaterial 26 weg gerichtet, was zu einem Ablösen des Umschlags 22 vom Bogenmaterial 26 führen kann, da die Kraft vom Bogenmaterial 26 weg gerichtet ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Schneidevorgang an Büchern insbesondere an den an den Rücken angrenzenden Seiten des Buchs zu verbessern. Eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Gefahr des Ablösens des Buchumschlags vom Bogenmaterial in Trimmern mit sich hin- und her- bewegendem Messer zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch einen Trimmer mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Beschnittmesser mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 gelöst.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein erfindungsgemäßer Trimmer zum Beschneiden eines Buchs umfasst eine Stütze zum Stützen eines Buchs, ein Beschnittmesser zum Beschneiden einer Kante des Buchs, wobei das Beschnittmesser eine Beschnittmesserkante mit einem ersten Abschnitt und einem relativ zum ersten Abschnitt abgewinkelten zweiten Abschnitt aufweist, und ein sich hin und her bewegendes Stellglied zum Bewegen des Beschnittmessers in Richtung des Buchs, um eine Kante des Buchs zu beschneiden.

Durch ein mit einer Hin- und Herbewegung verwendetes Messer (im Gegensatz zu einem Rotationsmesser) mit unterschiedlichen abgewinkelten Abschnitten werden die das Ablösen des Umschlags vom Bogenmaterial verursachenden Kräfte minimiert, während gleichzeitig eine gewünschte Kraft zum Beschneiden des Bogenmaterials erhalten bleibt. Bei einer geraden Beschnittmesserkante könnte ein Versuch, das Ablösen des Umschlags durch Abwinkeln der geraden Beschnittmesserkante zu minimieren, eine auf das Bogenmaterial wirkende Kraft erzeugen, die bewirkt, dass sich die Bogen relativ zueinander verschieben oder auf andere Weise beschädigt werden. Die erfindungsgemäße zweiabschnittige Beschnittmesserkante ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass der Rückenabschnitt des Buchs in einem Winkel und das Bogenmaterial und der Umschlag vom Rücken weg in einem anderen Winkel geschnitten werden.

Die Stütze umfasst vorzugsweise eine Auflagefläche, welche das Buch in der Weise trägt, dass eine Ebene des Rückens rechtwinklig zur Auflagefläche verläuft, und vorzugsweise schneidet der erste Abschnitt durch den Rücken und der zweite Abschnitt den Rest des Buchs.

Der erste Abschnitt bildet vorzugsweise einen ersten spitzen Winkel mit der Auflagefläche, und der zweite Abschnitt kann in einem zweiten Winkel z.B. zwischen 0° und 30° zur Auflagefläche angeordnet sein.

Wenn sich das Beschnittmesser in eine zur Auflagefläche orthogonal verlaufende Richtung bewegt, so beträgt der erste Winkel vorzugsweise zwischen 30° und 60°. Obwohl auch andere Winkel möglich sind, wird insbesondere ein Winkel von 45° bevorzugt.

Wenn sich das Beschnittmesser bezüglich einer Ebene des Rückens in einem dritten Winkel auf den Rücken zu bewegt, so beträgt die Summe aus dem ersten Winkel und dem dritten Winkel vorzugsweise zwischen 30° und 60°. Obwohl auch andere Winkel möglich sind, wird insbesondere ein Winkel von 45° bevorzugt.

Auf diese Weise werden die das Ablösen des Buchumschlags auslösenden Kräfte minimiert und es wird ein effizienter Beschnittvorgang gewährleistet.

Ein erfindungsgemäßes Beschnittmesser für den Beschnitt einer Buchkante in einer Hin- und Herbewegung umfasst einen Beschnittmesserkörper mit einer Beschnittmesserkante, die einen ersten Abschnitt zum Beschneiden eines Rückenabschnitts des Buchs und einen zweiten Abschnitt zum Beschneiden eines Rests des Buchs aufweist, wobei der zweite Abschnitt relativ zum ersten Abschnitt abgewinkelt ist. Der Winkel zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt beträgt vorzugsweise mindestens 15° und berechnet sich als die Differenz aus dem ersten Winkel minus dem zweiten Winkel. Es sind jedoch auch andere Winkel möglich.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Zusammenhang mit den beigefügten, nachfolgend aufgeführten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:
1 eine Kraftanalyse eines von einer Messerkante des Stands der Technik vorgenommenen Kantenbeschnittvorgangs durch einen oberen Abschnitt eines Buchrückens;
2 eine Kraftanalyse eines von einer Messerkante des Stands der Technik vorgenommenen Kantenbeschnittvorgangs durch einen unteren Abschnitt eines Buchrückens;
3 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trimmers;
4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trimmers;
5 eine schematische Endansicht des in 3 gezeigten Trimmers entlang der Linie V-V und
6 eine Kraftanalyse des erfindungsgemäßen Beschnittmessers in einem unteren Abschnitt des Buchrückens.
3 zeigt eine erste Ausführungsform eines Kantentrimmers 60. Ein hin- und her- bewegbares Stellglied 50, das beispielsweise zwei mechanisch angetriebene Stangen umfasst, ist mit einem Beschnittmesser 40 verbunden. Das Stellglied 50 bewegt das Beschnittmesser 40 in die Richtung D, die orthogonal zu einer Auflagefläche 32 einer das Buch 20 tragenden Stütze 30 gerichtet ist.
Das Buch 20 liegt mit einer Seite 29 auf der Auflagefläche 32 auf, während die andere Seite 27 dem Beschnittmesser 40 zugewandt ist. Ein Umschlag 22 des Bogenmaterials 26 umgibt eine Seite des Bogenmaterials und definiert einen Rücken 23.
Der Rücken 23 definiert eine orthogonal zur Auflagefläche 32 verlaufende Rückenebene 34.
Das Beschnittmesser 40 umfasst eine Messerkante 45 zum Beschneiden des Buchs 20. Ein erster Abschnitt 42 der Messerkante 45 dient dem Beschnitt des Rückens 23. Ein zweiter Abschnitt der Messerkante 45 dient dem Beschnitt des Rests des Buchs 20.
Der erste Messerabschnitt 42 ist in einem erste Winkel θ1 zur Auflagefläche 32 angeordnet. Der zweite Messerabschnitt 44 ist in einem anderen Winkel θ2 zur Auflagefläche 32 angeordnet, wobei der erste Winkel θ1 größer ist als der zweite Winkel θ2. Zwischen dem ersten Abschnitt 42 und dem zweiten Abschnitt 44 ist ein dritter Winkel γ2 definiert, der nicht 0° beträgt und einen positiven Wert hat.
Wie in 6 zu sehen ist, ist die entstehende Kraft FR am unteren gebogenen Abschnitt 28 an einem Punkt gleich der Kraft F1, die tangential zur Kontaktfläche zwischen dem Umschlag 22 und dem Bogenmaterial 26 verläuft. Hierbei ist die orthogonale Kraft FN gleich Null. Bevor dieser Punkt während des Beschnittvorgangs erreicht ist, ist die orthogonale Kraft FN in das Bogenmaterial gerichtet. Obwohl nach diesem Punkt eine geringe vom Bogenmaterial 26 weg gerichtete orthogonale Kraft auf den Umschlag 22 wirken kann, wo der gebogene Abschnitt 28 mit der Seite 29 verbunden ist, ist diese orthogonale Kraft sehr gering. Darüber hinaus schneidet der Kantenabschnitt 44 weiterhin mit einer Kraft FR2, die im Wesentlichen orthogonal zur Fläche 32 verläuft, was einen verbesserten Beschnittvorgang und ein geringeres Risiko der Knitterbildung im Bogenmaterial 26 oder sonstiger durch in derselben Ebene wie das Bogenmaterial 26 wirkende Kräfte verursachter Probleme birgt.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Trimmers 160 mit einem Stellglied 150, welches das Beschnittmesser 40 in einem Winkel γ1 zur Auflagefläche 32 in die Richtung D2 bewegt. In diesem Fall werden die das Ablösen des Umschlags verursachenden Kräfte durch den Winkel γ1 weiter kompensiert.
5 zeigt eine schematische Endansicht des in 3 gezeigten Trimmers von der Linie V-V aus betrachtet. Die Auflagefläche 32 endet derart, dass das Beschnittmesser 40 vollständig durch das Buch 20 hindurch schneiden kann. Während des Beschnittvorgangs kann das Buch 20 von einer Klemme 52 festgehalten werden.
Die Trimmer 60, 160 können ein parallel zum ersten Beschnittmesser 40 verlaufendes zweites Beschnittmesser 240 aufweisen, welches die andere Seite des Buchs 20 rechtwinklig zum Rücken 23 beschneidet. Das zweite Beschnittmesser 240 kann ähnlich geformt sein wie das Beschnittmesser 40.
Die hier verwendete Bezeichnung "Buch" bezeichnet einen beliebigen Satz aus Bogenmaterial mit einem Rücken. "Abgewinkelt" bedeutet im hier verwendeten Sinne, dass ein Winkel vorhanden ist, der größer als 0° ist. "Hin- und herbewegen" bezeichnet eine nichtrotative Bewegung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. Hierbei kann es sich um eine Vor- und Rückbewegung entlang einer geraden Linie oder einer gebogenen Linie (Kurve) handeln.

10: Beschnittmesser
12: Beschnittmesserkante
20: Buch
22: Umschlag
23: Rücken
24: Klebstoff
26: Bogenmaterial
27: Buchseite
28: unterer gebogener Abschnitt
29: Buchseite
30: Stütze
32: Auflagefläche
34: Rückenebene
40: Beschnittmesser
42: erster Messerkantenabschnitt
44: zweiter Messerkantenabschnitt
45: Messerkante
50: Stellglied
52: Klemme
60: Trimmer
160: Trimmer
D: Bewegungsrichtung
D2: Bewegungsrichtung
F1: tangentiale Kraftkomponente
FN: orthogonale Kraft (zu F1)
FR: orthogonale Kraft
FR2: Beschnittkraft
γ1: Winkel
θ2: Winkel zwischen dem ersten Messerkantenabschnitt und dem zweiten Messerkantenabschnitt
θ1: Winkel zwischen dem ersten Messerkantenabschnitt und der Auflagefläche
θ2: Winkel zwischen dem zweiten Messerkantenabschnitt und der Auflagefläche

Claims

Trimmer (60, 160) zum Beschneiden eines Buchs (20), mit einer Stütze (30) zur Auflage des Buchs (20), einem Beschnittmesser (40, 240) zum Beschneiden einer Kante des Buchs (20), und ein sich hin- und herbewegendes Stellglied (50, 150) zum Bewegen des Beschnittmessers (40, 240) in die Richtung (D) des Buchs (20), um die Kante des Buchs (20) zu beschneiden, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschnittmesser (40, 240) eine Beschnittmesserkante (45) mit einem ersten Abschnitt (42) und einem relativ zum ersten Abschnitt (42) abgewinkelten zweiten Abschnitt (44) aufweist.
Trimmer (60, 160) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (30) eine Auflagefläche (32) aufweist und das Buch (20) in der Weise stützt, dass eine Ebene (34) eines Rückens (23) rechtwinklig zur Auflagefläche (32) verläuft, wobei der erste Abschnitt (42) durch den Rücken (23) und der zweite Abschnitt (44) einen Rest des Buchs (20) schneidet.
Trimmer (60, 160) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (42) in einem ersten spitzen Winkel (θ1) zur Auflagefläche (32) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (44) in einem zweiten spitzen Winkel (θ2) zur Auflagefläche (32) angeordnet ist, wobei der erste spitze Winkel (θ1) nicht Null beträgt und größer ist als der zweite spitze Winkel.
Trimmer (60, 160) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (θ1) zwischen 30° und 60° beträgt.
Trimmer (60, 160) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (θ1) 45° beträgt.
Trimmer (60, 160) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (50, 150) das Beschnittmesser (40, 240) in eine zu einer Ebene (34) eines Rückens (23) des Buchs (20) parallele Richtung bewegt.
Trimmer (60, 160) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (50, 150) das Beschnittmesser (40) in einem Schnittwinkel (γ2) bezüglich des Rückens (23) des Buchs (20) bewegt, wobei die Summe aus dem Schnittwinkel und dem ersten Winkel (θ1) zwischen 30° und 60° beträgt.
Trimmer (60, 160) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus dem ersten Winkel (θ1) und dem Schnittwinkel 45° beträgt.
Trimmer (60, 160) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (42) um einen ersten Winkel (θ1) und der zweite Abschnitt (44) um einen zweiten Winkel (θ2) relativ zum Buch (20) abgewinkelt ist, wobei die Differenz aus dem ersten Winkel (θ1) minus dem zweiten Winkel (θ2) mehr als 15° beträgt.
Beschnittmesser (40) zum Beschneiden eines Buchs in einer Hin- und Herbewegung mit einem Beschnittmesserkörper mit einer Beschnittmesserkante (45), dadurch gekennzeichnet, die Beschnittmesserkante (45) einen relativ zu einer Seite des Buchs (20) in einem ersten Winkel (θ1) abgewinkelten ersten Abschnitt (42) und einen relativ zur Seite des Buchs (20) um einen zweiten Winkel (θ2) abgewinkelten zweiten Abschnitt (44) aufweist, wobei der erste Winkel (θ1) größer ist als der zweite Winkel (θ2).
Beschnittmesser (40) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (θ1) um mindestens 15° größer ist als der zweite Winkel (θ2).