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Verfahren und Vorrichtung zum Heften von Papieren und/oder Kartons
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Heften von Papieren und/oder
Kartons.
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Geheftete Blattsätze sind in der Form von Zeitschriften und Schulheften
bekannt und sind mit der bekannten Draht-oder Fadenheftung versehen. Mit Drahtheftung
versehene Hefte dürfen in vielen in- und ausländischen Schulen wegen der grossen
Verletzungsgefahr beim Benutzen der Hefte nicht mehr gebraucht werden. Im übrigen
ist diese bekannte Drahtheftung nur mit kompliziert arbeitenden Drahtheftmaschinen
durchzuführen, die gegen Funktionsstörungen sehr anfällig sind. Bei der für Schulhefte
zulässigen Fadenheftung ist die maschinelle Heftzeit begrenzt.
,Die
beispielsweise von einer Rotationsmaschine anfallenden Blattsätze können nicht im
gleichen Ar#beitsrhythmus geheftet werden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heften von Papieren und/oder.Kartons
mit dem Kennzeichen, dass man solche Papier- und/oder Kartonblätter, die in der
Heftzone einen mit Hochfrequenz siegelungsfähigen Überzug ,enthalten, zu einem Blattsatz
stapelt und danach in der Heftzone unter Druck durch Einwirken von Hochfrequenzenergie
verschweissend heftet.
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Will man bei diesem Verfahren nicht von Papier- und/oder Kartonblättern
ausgehen, die bereits in der Heftzone einen mit Hochfrequenz siegelungsfähigen Überzug
enthalten, kann man auch auf einer solchen Maschine arbeiten, auf der zuerst die
Papier- und/oder Kartonblättcr auf mindestens einer Seite mit einem mit Hochfrequ#2nz
siegelungsfähigen Überzug beschichti##t werden, gegeb,-z-i-#,--"-ifalls getrocknet,
gezählt und zu einem Blattsatz pelt werden, der danach unter Druck mit Hochfrequenzenergie
verschweisst wird und gegebenenfalls dann längs und quer geschnitten wird.
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Man kann diese Verfahren auch so durchführen, dass beim Heften durch
Hochfrequenzschweissen auchgleichzeitig durch den Druck der Schweisselektrode vorgefalzt
wird.
Die maschinelle Beschichtung der durch Hochfrequenz siegelungsfähigen
Überzugsmassen kann also entweder direkt von der Papierrolle- oder auch von
der Blattstapelablage aus auf die Papierbahn beziehungsweise auf die Einzelblätter
erfolgen. Die Wahl einer dieser Mög-
lichkeiten richtet sich nach der zu heftenden
Auflage (Stückzahl) der Hefte, Zeitschriften, Kalender oder dergleichen. Die mit
Hochfrequenz siegelungsfähigen Beschichtungen können in üblicher Weise mit Hilfe
von Spritzdüsen (Schlepp - Schlitzdüsen) mit geeigneten Spritzanlagen aufgespritzt
- oder aber auch über Walzen aufgetragen werden. Für den kontinuierlichen
Leimauftrag wurde von der Firma Rudolf Siebrasse (Spezialmaschinenbau) in Bielefeld
ein Kunstbarzlösungs-Auftragsgerät entwickelt, welches für das beschriebene Verfahren
geeignet ist.
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Ein im Leimauftragsgerät befindlicher Blektromagnet wird von dem Ein-
und Ausschalter der Hauptmaschine (je nach Form und Grösse der Beschichtungszone)
(siehe Figur 1
bis 12) gesteuert. Er öffnet und schliesst somit die auswechselbaren
Düsen des Gerätes, deren Durchmesser von 0,8 bis 4 mm die Breite des Kunstharzlösungsauftrages
bestimmt. ,
Der Auftrag wird reguliert durch den Abstand des Harzträgers der
Düse. Eine Feineinstellung lässt genauere Dosierung zu. Die Düsennadel ist im Hub
verstellbar und reguliert die Harzzufuhr.
Die Harzversorgung erfolgt
durch Falldruck über einen Behälter aus Polyäthylen und einen Klarsichtschlauch
aus Polyvinylchlorid. Ein Siebeinsatz schützt vor Verunreinigungen.
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Die durch das oben beschriebene Gerät aufgetragene Kunstharzlösung
ist innerhalb weniger Sekunden blockfest'.
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Eine besondere Anlage zum Trocknen ist also nicht erforderlich. Beim
kontinuierlichen Durchlauf der Papierbahn bis zur Bogensa=eleinrichtung ist der
fertige Blattsatz mit Hochfrequenz versiegelungsfähig, Die Blattformate spielen
dabei also keine Rolle. Es besteht die Möglichkeitt die Beschichtung individuell
zu gestalten.
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Man wird aus wirtschaftlichen und funktionellen Gründen stets bestrebt
sein, relativ kleine, mit Hochfrequenz siegelungsfähige Beschichtungszonen zu schaffen.
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Die mit Hochfrequenz ausgeführte Heftung zwischen dem Papier und/oder
Karton, die aus Kunststoffmaterial besteht, kann erhalten werden, indem man geeignete
Kunstharze, Kunstharzgemische oder als Bänder, gegebenenfalls in Form von einseitig
mit Klebstoff beschichtetem Kunstatoffband, thermoplastische Kunststoffe in Lösung,
Dispersion oder als Paste, die gegebenenfalls auch Härter enthalten, aufbringt,
gegebenenfalls trocknet und durch Anlegen von Hochfrequenz durch Siegelung die Heftung
durchführt, Die beim vorliegendeil Verfahren eingesetzten Blattsätze werden.durch
die beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht,
ohne diese hierdurch
zu beschränken* Figur 1 zeigt eine Falzzonenbeschichtung aus dem mit .Hochfrequenz
siegelungsfähigen Überzug 1. Nan erkennt, wie der Überzug 1 das Papier
beziehungsweise Kartonblatt lediglich in Form eines schmalen Streifens in der Falzzone
2 bedckt.
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Figur 2 zeigt eine Falzzonenbeschichtung, bei der der mit Hochfrequenz
siegelungsfähige Überzug 1 auf beiden Seiten des Papier- beziehungsweise
Kartonblattes in der Falzzone 2 angeordnet ist.' Figur 3 verdeutlicht eine
Ausführungsform, bei der der mit Hochfrequenz siegelungsfähige Überzug
1 in der Falzzone 2 als Falzzonen-Teilbeschichtung ausgebildet ist. Die Überzüge
1 liegen in der Falzzone an zwei Stellen etwa in der GrössA, die die übliche
Drahtheftung abdeckt.. Figur 4 zeigt ein Blatt, welches in der Falzzone eine beidseitige
Teilbeschichtung des mit Hochfrequenz siegelungsfähigen Auftrages aufweist.-Figur
5 zeigt ein Blatt, welches eine einseitige Zonenbeschichtung parallel zur
Falzzone mit dem durch Hochfrequenz siegelungsfähigen Auftrag besitzt4 Figur
6 zeigt ein Blatt, welches eine zweiseitige Zonenbeschichtung, parallel zur
Falzzone mit dem durch Hochfrequenz siegelungsfähigen Auftrag aufweist.
Figur
7 zeigt eine einseitige Falzrand-Teilzonenbeschichtung auf einem Blatt.
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Figur 8 verdeutlicht ein Blatt mit einer beidseitigen Falzrand-Teilzonenbeschichtung.
Figur 9 verdeutlicht ein in der Randzone 10 einseitig beschichtetes
Blatt, wobei am Rande der Beschichtung 1,
in Richtung zu der nicht beschichteten
Fläthe 11, eine Perforierung 3 in das Blatt eingearbeitet ist.
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Figur 10 verdeutlicht eine Ausführungsform gemäss Figur
9, jedoch ist abweichend das Blatt beidseitig in der gleichen Randzone
10 beschichtet.
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Figur 11 zeigt eine einseitige Randzonen-Tellbeschichtung,
bei der der Heftrand 10 in Richtung zum nicht beschichteten katt
11 eine Perforierung 3 trägt.
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Figur 12 zeigt eine ähnliche Anordnung wie in Figur 11,
jedoch
mit der Abweichung" dass das Blatt in der gleichen Randzone 10 beidseitig
eine Randzonen-Tellbeschichtung 1
enthält.
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Figur 13 verdeutlicht die Herstellung des Blattsatzes.
Der zu heftende, hochfrequenzversiegelungefähige Blattsatz 4 ruht auf einer Unterlage
'7 mit Anschlagleisten 6.
Der Blattsatz 4 trägt eine einseitige Falzzonen-Teilbeschichtung
1, wie diese in der Figur 3 gezeigt wurde. Die Hochfrequenzblockelektroden
5 drücken gegen den Blatteatz 4 und nach Aufgabe geeigneter Hochfrequenzimpulse
liegt
der geheftete Blattsatz vor und kann anschliessend gefalzt werden.
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Figur 14 zeigt eine andere Möglichkeit, den gehefteten Blattsatz herzustellen.
Der hochfrequenzversiegelungsfähige Blattsatz 4 ruht auf einer festen Unterlage
mit Anschlagleisten 6 mit einer Ausnehmung 9 in der Falzzone 2. Der
Blattsatz 4 trägt eine einseitige Falzzonen-Punktbeschichtung 1. Die Hochfrequenzelektrode
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heftet den Blattsatz 4 durch Versiegeln und übornimmt gleich die Vorfalzung.
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Figur 15 zeigt in verdeutlichter Form die bereits in der Figur
14 wiedergegebene einseitige Falzzonen-Punktbeschichtung 1.
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Figur 16 zeigt eine beidseitige Falzzonen-Punktbeschichtung
1.
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Figur 17 zeigt eine einseitige Falzzonen-Punktbeschichtung,
bei der ein Teil in der Falz- beziehungsweise Heftzone nicht durchgehend punktförmig
beschichtet ist. Figur 18 zeigt die gleiche Anordnung wie in Figur 17, jedoch
beidseitig punktförmig beschichtet. Die Beschichtung auf der Vorder- und Rückseite
braucht nicht dekkungsgleich angeordnet sein, da es ohne weiteres möglich istg 'mit
der Hochfrequenzelektrode die gesamte Heft-beziehungsweise Falzzone zu erfassen.
Ausserdem lässt sich durch geschickt verteilte punktförmige Anordnung der Heftung
die Belastung durch die Heftung entsprechend verändürn.
Der geheftete
Blattsatz zeichnet sich durch zahlreiche Vorteile aus, da die gesiegelte Heftung
ausserordent -
lieh einfach herzustellen und äusserst dauerhaft ist. Beispielsweise
korrodiert die Heftung auch nicht im feuchten Zustande gegenüber den bekannten Metallheftungen.
Die neue Heftung ist auch insekten- und schimmelfest im Vergleich zu der bekannten
Fadenheftung. Der Brfindungegemäss geheftete Blattsatz kann zeit- und arbeitssparend
hergestellt werden, beispielsweise werden die Einzelblätter in der Falzzone mit
einer thermisch siegelungsfähigen Kunstharzlösung b eschichtet, gegebenenfalls
anschliessend getrochnet und zu einem Blattsatz abgestapelt. Der Blattsatz wird
dann durch ein Spezialelektrodenpaar im Blattfalz automatisch zuäammengepresst.
Bei einem zur Ve rdrängung des Füllgutes ausreichenden Druck wird ein Hochfrequenzgeneratör
automatisch eingeschaltet, Dieser versorgt die Elektroden mit Hochfrequenz-Energie.
Zwischen den Elektroden entsteht ein Hochfl%.equenzfeld. Durch dielektrische Erwärmung
werden die besähichteten Papier-Einzelblätter miteinander verschweisst. Nach erfolgter
Verschweissung schaltet der HochfreQuenz-Genewator automatisch ab, die Schweissstelle
erkaltet unter Druck, die Blektrodenpresse öffnet sich und das Heft wird um die
erforderliche Schrittlänge vortransportiert. Der speziell für diesen Zweck entwickelte
Hochfrequenzgenerator gibt eine hohe Impulsleistung ab. Dadurch werden kurze Schweisszeiten
erreicht, die somit den Arbeiteleistungen der Hauptmaschine entsprechen,
Figur
19 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform für die bereits beschriebene
Auftragseinrichtung, bei der direkt das Papier auf der Papierrolle vor dem Bedrucken
mit dem mit Hochfrequenz siegelungsfähigen Überzug in der Heftzone versehen wird.
Das elektromagnetisch gesteuerte Beschickungsgerät 12 ist mit der Kunstharzaustrittsöffnung
14 über der Papierrolle 19 angeordnet. und wird durch die Halterung
15 gehalten, die sich am Hauptmaschinengehäuse 21 einer Rotationsdruckmaschine
befindet. Der Kunststoffschlauch 18 verbindet den Vorratsbehälter
13, der mit Kunstharzlösung beziehungsweise Kunstharzdispersion gefüllt ist
mit dem Beschichtungsautomat 15. Die elektrische Versorgung des Beschichtungsautomates
12 erfolgt über das elektrische Kabel 16. Die in der Heftzone beschichtete
Papierbahn 20 wird der Druckmaschine zugeleitet. Figur 20 zeigt eine Vorrichtung,
mit der ein zusammengestellter Blattsatz 4 in einem kombinierten Arbeitsgang vorgefalzt
und geheftet wird, Die Vorrichtung besteht aus der Unterlage 7 mit den eingeschraubten
Säulenführungen 23 zum Führen der Führungsplatte 24, in der die Messerelektrode
8 befestigt ist. Die Unterlage 7
mit der Ausnehmung 9 für Vorfalzung
und Schweissung des Blattsatzes 4 ist in der Bewegungsrichtung (Druck- und Schweisszentrum)
der Messerelektrode geteilt und die Unterlagenteile ?a und ?b horizontal (siehe
Pfeilrichtung) verschiebbar gehalten. Unter der Unterlage 7 befinden sich
die Führungswalzen 25 für den vorgefalzten und gehefteten Blattsatz 4. Über
die Führungswalzen 25
läuft eine Bänderbahn 22. Unterhalb
der Führungswalzen 25 sind die Presswalzen 26 für das Pressen' des
vorgefalzten und gehefteten Blattsatzes 4 zum geschlossenen Heft gelagert. Im Anschluss
daran befindet sich die Heftrutsche 33.in Kombination mit der Heft-Stapelablage
27. Die Aufgabe und Funktion der Vorrichtung nach Figur 20 wird jetzt näher
erläutert: Im Anschluss an die Heftung erfolgt über Presswalzen 26
das Zusammenpressen
des vorgefalzten Blattsatzes 4 zum Heft. Das Durchlaufen des vorgefalzten Blattsatzes
durch die Presswalzen 26 ist erforderlich,*weil durch den Vorfalzprozess
der Falzvorgang des Blattsatzes zum Heft noch nicht abgeschlossen ist und die Papierblätter
zum Aufspringen neigen. Dieses Aufspringen der Einzelblätter wird durch den Press-Walzprozess
behoben.-Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende: Die linierten
odl-r bedruckten und gezählten Einzelblätter wandern schuppenförmir übereinanderliegend,
auf einer Bänderbahn 22 zur Unterlage 7,-die mit einem Anschlag versehen, die Einzelblätter
zu einem Blattsatz 4 vereinigt und aufnimmt.
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Der so zusammengestellte Blattsatz 4 wird im Anschluss durch die Messerelektrode
8, die als Kombinationselement Falzmesser und Hochfrequenzelektrode ist,
im Blattfalz 2 automatisch zusammengepresst..Bei einem zur Verdrängung des Füllgutes
ausreichenden Druck wird der Hochfrequenzgenerator 28 ebenfalls automatisch
eingeschaltet. Dieser versorgt die Elektroden 8 mit Hochfrequenzenergie.
Zwischen den Elektroden entsteht ein
Hochfrequenzfeld. Durch dielektrische
Erwärmung werden die beschichteten Papier-Einzelblätter miteinander verschweisst.
Nach erfolgter Verschweissung schalt.et der Hochfrequenzgenerator automatiäch ab,
die Schweissstelle erkaltet unter Druck, die Unterlage 7, bestehend aus den Teilen
7a und 7b öffnet sich und die Messerelektrode 8 schiebt den gehefteten
Blattsatz 4 soweit in Richtung der Führungswalzen 25 nach vorn, bis der Blattsatz
4 von der Bänderbahn 22 erfasst wird. Die Bänderbahn transportiert den vorgefalzten
und gehefteten Blattsatz 4 weiter zu den Presswalzen 26. Beim Durchlaufen
der Presswalzen wird-der vorgefalzte.und geheftete Blattsatz 4 zum geschlossenen
Heft gefalzt. Nach dem Verlassen der Presswalzen gleitet das Heft üper die Rutsche
33
zum Ablagetisch.27.
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Der Hochfrequenzgenerator 28 wird durch die elektrische Zuleitung
29 versorgt. Die Ziffer 30 verdeutlicht die Spannungs- und Stromregler
und die Ziffern 31 die Spannungs- und Strom- Anzeigegeräte.
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Das Verfahren kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform
so durchgeführt werden, dass die Papierbahn vor dem Bedrucken in den Heftzonen mit
dem mit Hochfrequenz siegelungsfähigen Überzug versehen wird und wobei die Gesamtmaschinenanlage
so abgestimmt ist, dass das Beschichten, Drucken und Heften als kontinuierliches
Verfahren durchgeführt wird. Das Verfahren ist durch die Figuren 19 und 20
verdeutlicht worden.
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Durch die beschriebenen Verfahren wird der besondere
Vorteil
beim Vorfalzen und der Hochfrequenzheftung erzielt. Bei den herkömmlichen Verfahren
wird insbesondere bei der Drahthoftung häufig das Falzmosser durch den Draht beschädigt,
da die Palzung nach der Hoftung erfolgt. Da bei dem erfindungsgemässqn Verfahren
erst gefalzt und dann geheftet und bei der Heftung keine mechanische Zerstörung
des kombinierten Messerelementes entstehen kann,wird durch das erfindungsgemässe
Verfahren ein sprunghafter technischer Fortschritt erzielt.