DE19859331A1 - Vorrichtung zum Abpressen von Buchblocks - Google Patents

Abstract

Bei einer 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 Anheben für den Rückhub in die Mittelstellung ist zur Optimierung des Abpreßprozesses, zur Verringerung des baulichen Aufwandes und zur Rüstzeitverkürzung vorgesehen, daß das Formwerkzeug (4) in dem Schlitten (5) über einen mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeitszylinder (11) 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.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Abpressen von im rüc­ kennahen 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 Bo­ genlaufbahnen in sich gegenüberliegenden höhenverfahrbaren Lagerungen ab­ wechselnd 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 herbewegenden 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 Buch­ block 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 Viel­ zahl 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 zwischen 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 ver­ schiebt sich tangential und der Schwenkbewegung überlagert. Über Anschlag­ schrauben in einem Zwischenträger erfolgt eine Begrenzung der Verschiebung und somit wird die Schiebebewegung zum Umlegen der Druckbogen in den Seitenbe­ reichen eingeleitet. Die Größe des Verschiebehubes läßt sich durch Abstandsver­ änderung 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 ver­ bessern, daß eine Optimierung des Abpreßprozesses hinsichtlich der Qualität der Buchblocks erreicht wird. Ferner soll sich die Vorrichtung im Hinblick auf unter­ schiedliche Materialien und Rückenformen der Buchblocks produktabhängig ein­ stellen 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 einen mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeitszylinder höhenverfahr­ bar 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 ab­ gehobene 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 ei­ nem definierten Druck beaufschlagten Arbeitszylinder produktabhängig einstellbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Durch die Verwendung von Druckluftzylindern zum Steuern des Formwerkzeuges läßt sich die Anpreßkraft auf den Buchblockrücken in Abhängigkeit der unter­ schiedlichen Materialien über die Druckluft einerseits optimal einstellen und ande­ rerseits kann die Anpreßkraft so gesteuert werden, daß das Formwerkzeug in sei­ ner 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 Nor­ malkraft in den seitlichen Endstellungen erreicht und mit Einfedern des Formwerk­ zeuges entsteht die Zieh/Schiebekomponente zum Umlegen der Lagen. Diese Op­ timierung des Abpreßprozesses führt zu einer Qualitätsverbesserung der Buch­ blocks.

Durch einfache Linearführung in Verbindung mit einem Spindeltrieb läßt sich der Abpreßkopf mit dem Formwerkzeug zum Einmessen auf eine definierte Höhenposi­ tion 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 wer­ den. Die jeweiligen Höhenpositionen in den Endlagen des Formwerkzeuges in der Mittelstellung und Schwenkstellung für das Abpressen und für den lastfreien Rück­ hub 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-3c eine Darstellung des Ablaufs beim Einmessen des Formwerkzeuges auf eine definierte Höhe.

In einer Buchblockrunde- und Abpreßmaschine gelangen die Buchblocks 1 im An­ schluß an den Rückenrundeprozeß in die Abpreßstation, in der der im Rücken ge­ rundete Buchblock die Rückenform erhält, die von einem tief oder flach ausgebilde­ ten 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 definierten Überstand vom Rundungsende gehal­ ten.

Das Abpressen erfolgt in bekannter Weise von einem sich über die gesamte Rüc­ kenbreite des Buchblocks 1 hin- und herbewegenden Formwerkzeug 4, das sich aus einem auswechselbaren Formteil 4a mit einer bestimmten konkaven Wirkflä­ che und einem Träger 4b zusammensetzt. Unter Anwendung von Druck und Rei­ bung werden die gefalzten Druckbogen des Buchblocks 1 von der Mitte des Buch­ blockrückens 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 greifen. Über Spindelverstellungen 8 lassen sich die Seitenlager 7 von einem Motor 10 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 Ar­ beitszylindern 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 Drehmittelpunk­ tes 18 des Formwerkzeuges 4 oberhalb vom Kreismittelpunkt 19 des Buchblock­ rückens, wodurch der gefahrene Radius der Wirkfläche des Formwerkzeuges 4 kleiner ist als der Radius des Buchblockrückens, kann das Formwerkzeug 4 in ra­ dialer Richtung zu den im Bogen verlaufenden Rollenbahnen 6 ausweichen. Bei gesperrten Ventilen im oberen Raum der Arbeitszylindern 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 Seitenberei­ che des Buchblockrückens wirkende Zieh-/Schiebekomponente zum Umlegen der Druckbogen mit dem Ergebnis einer ausgeprägten pilzartigen Verformung des Buchblockrückens. Durch die Kompression der Luft wird eine steiler Anstieg der Anpreßkraft in den Endlagen erreicht.

Nach ausgeführter Schwenkbewegung hebt das Formwerkzeug 4 vom Buchblock­ rücken für den Rückhub in die Mittelstellung ab. Hierzu wird der Druck im oberen Raum der Arbeitszylinder 11 durch Öffnen der Ventile auf Null bar gesenkt und gleichzeitig ein definierter Druck im unteren Raum der Arbeitszylinder 11 aufge­ baut. 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 Null bar abfällt.

Das Verfahren des Formwerkzeuges 4 über die mit einem voreingestellten Luft­ druck beaufschlagten Arbeitszylinder 11 in die auf den Buchblockrücken abgesenk­ te Position in der Mittelstellung sowie in die vom Buchblockrücken abgehobene Position in der ausgeschwenkten Stellung für den lastfreien Rückhub und zum Zu­ führen der Buchblocks 1 erfolgt programmgemäß über einen Steuerrechner.

Die Schwenkbewegung des Schlittens 5 mit dem Formwerkzeug 4 geht von einem Hydraulikzylinder 13 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 ge­ lenkig an dem Schlitten 5 angreifende Koppelstange 15 und einen am Maschinen­ rahmen 12 ortsfest gelagerten, die Koppelstange 15 und die Kolbenstange des Hy­ draulikzylinders 13 gelenkig miteinander verbindenden Winkelhebel 16.

In der Fig. 3a-3c soll nachfolgend der Ablauf beim Einmessen des Formwerkzeu­ ges 4 anhand eines einzelnen Arbeitszylinders 11 erläutert werden. Zum Einmes­ sen auf eine definierte Höhe befindet sich das Formwerkzeug 4 in der Mittelstel­ lung und produktabhängig wird in dem Arbeitszylinder 11 ein Druck von beispiels­ weise 2 bar eingestellt. Anhand eines elektronischen Abstandsmeßsystems 17 in Form eines Analog-Induktivaufnehmers wird ein Abstand "a" als Bezugsgröße fest­ gelegt. 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 Form­ werkzeuges auf den Buchblockrücken vom Zylinderboden 11b 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 motorische Spindelverstellungen 8, 10 erfolgt ein Anheben des Arbeitszy­ linders 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 Fig. 3c ersichtlich, befindet sich das Formwerkzeug 4 jetzt in der ein­ gemessenen neuen Höheposition 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 Formwerkzeu­ ges 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 Buchblockrücken, was zu einer Op­ timierung des Abpressens und somit zu einer Qualitätsteigerung der Buchblocks 1 führt.

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

Claims (10)

1. Vorrichtung zum maschinellen Abpressen von im rückennahen Bereich einge­ spannt gehaltenen gerundeten Buchblocks mittels eines Formwerkzeuges, das auf den Buchblockrücken mit einer Anpreßkraft einwirkt, mit einem das Formwerkzeuge aufnehmenden Schlitten, der über Antriebsmittel auf Bogen­ laufbahnen in sich gegenüberliegenden höhenverfahrbaren Lagerungen ab­ wechselnd zu der einen und anderen Seite des Buchblockrückens schwenk­ bar 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 Formwerk­ zeuges auf den Buchblockrücken und zum Anheben für den Rückhub in die Mittelstellung, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (4) in dem Schlitten (5) über einen mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeitszylinder (11) 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 Formwerk­ zeug (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 definierten Druck beaufschlagten Arbeitszylinder (11) produktabhängig einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft durch Messen der Verschiebung des Kolbens (11a) des Arbeitszylinders (11) anhand eines Meßsystems (17) selbständig einstellbar ist.

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

6. Vorrichtung nach einem der Artsprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (11) zum Umlegen der Druckbogen in den Seitenberei­ chen des Rückens des Buchblocks (1) mit einem definierten Druck beaufschlagbar ist und der verringerte Anpreßdruck über Wegbegrenzung des Kolbens (11a) in dem Arbeitszylinder (11) durch Anheben des Arbeitszy­ linders (11) in eine durch Einmessen des Formwerkzeugs (4) auf eine defi­ nierte Höhe des Rückens des Buchblocks (1) ermittelte Höhenposition ein­ stellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Schlittens (5) mit dem Formwerkzeug (4) über ei­ nen Arbeitszylinder (13) erfolgt und der Schwenkwinkel produktabhängig ein­ stellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylin­ der (11) derart steuerbar ist, daß die Schwenkbewegung 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 Drehpunkt des 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 mit Druckluft beaufschlagbare abständig zu­ einander angeordnete Arbeitszylinder (11) verfahrbar und gesteuert ist.