DE19859333A1 - Buchfertigungsstraße - Google Patents
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Abstract
Eine Buchfertigungsstraße mit einer Anzahl von Bearbeitungsstationen und mit einer die Buchblocks von einer Einfuhr übernehmenden und zu den Bearbeitungsstationen fördernden Transporteinrichtung ist aus Einzelmodulen mit Bearbeitungsstationen (5-10) mit Funktionen wie Ausrichten und Vorformen (A), Runden und Abpressen (B), Beleimen und Begazen (C), Beleimen, Hinterkleben und Kapitalen (D), Einhängen (E) von Buchblocks (1), ggf. mit einer Bearbeitungsstation Pressen und Formen (F) der Bücher (1b), zusammensetzbar und die Einzelmodule (A-F) sind über eigene Bedienfelder getrennt bedienbar.
Description
Die Erfindung betrifft eine Buchfertigungsstraße mit einer Anzahl von Bearbei
tungsstationen und mit einer die Buchblocks von einer Einfuhr übernehmenden und
zu den Bearbeitungsstationen fördernden Transporteinrichtung.
In bekannten Buchfertigungsstraßen der genannten Bauart finden gekoppellte An
triebe mit einem zentralen Motor und einer Hauptwelle sowie Steuerkurven und
Gelenkgetriebe zum Übertragen der Bewegungen Verwendung. Durch die mecha
nisch verbundenen Antriebe laufen die Bewegungen von Werkzeugen, Material
transport und Handhabungseinrichtungen zwangsläufig ab.
Die mechanische Kopplung der Bewegungen erschwert beim Einrichten und Inbe
triebnehmen der Buchfertigungsstraße eine Vorprüfung einzelner Bearbeitungssta
tionen, da die mechanische Grundeinstellung und Prüfung erst nach der Synchro
nisation über die Hauptwelle möglich ist.
Zum Umrüsten der Buchfertigungsstraße auf andere Buchformate oder Ausstattun
gen können die Stationen nur nach Abkuppeln von der Hauptwelle und Einschalten
von Einzelantrieben getrennt voneinander betrieben werden. Die Abfolge der Be
arbeitungs- und Transportfunktionen ist zwangsläufig festgelegt, eine flexible Vor
gabe ist nur bedingt möglich.
Die Übertragung und Umlenkung der Antriebsleistung verlangt eine Vielzahl an
mechanischen Bauteilen, verbunden mit einer zeitaufwendigen Montage und Ein
stellung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Buchfertigungsstraße der gattungs
gemäßen Bauart zu schaffen, die eine hohe Flexibilität hinsichtlich des Ablaufs der
Bearbeitungsfunktionen ermöglicht, leistungsabhängige Einflüsse auf das Bearbei
tungsergebnis ausschließt, mit kurzen Inbetriebnahmezeiten auskommt und ein
fach zu bedienen ist.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und
2 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus
den abhängigen Patentansprüchen.
Mit dem erfindungsgemäßen Antriebs-Steuerungs-Bedienkonzept wird ein Weg
aufgezeigt, der die Forderungen nach hoher Flexibilität, kurzen Rüstzeiten, einfa
cher Bedienung, modularem Aufbau mit vorprüfbaren Einheiten und kurzen Inbe
triebnahmezeiten erfüllt. Durch direkte Kopplung lassen sich Einzelmodule zu einer
ausbaubaren Buchfertigungsstraße zusammensetzen.
Die Bearbeitungsfunktionen laufen als ereignisgesteuerte Schrittketten ab, d. h. die
Abfolge der Funktionen wird von dezentralen Steuerungen der Module vorgege
ben.
Die getrennte Bedienung der einzelnen Stationen wird durch die dezentrale Steue
rung und die Ausstattung jedes Moduls mit einem eigenem Bedienfeld erreicht. An
den Bedienfeldern sind nur die Funktionen des jeweiligen Moduls und einige über
geordnete Funktionen schaltbar. Durch die flexible Belegung der Funktionstasten
können die Bedienfelder an die jeweiligen Funktionen angepaßt werden. Auf die
wichtigsten Bearbeitungsfunktionen, Aggregate und Verstellachsen ist über die Funkti
onstasten ein direkter Zugriff gegeben.
Durch die getrennten Einzelantriebe in den jeweiligen Modulen läßt sich die Inbe
triebnahme der Buchfertigungsstraße vereinfachen und eine Vorprüfung einzelner
Module in der Montage ermöglichen.
Da die Schritte in den einzelnen Modulen unabhängig voneinander ausgelöst wer
den können, kann das Umrüsten auf ein anderes Buchformat durch mehrere Be
diener gleichzeitig erfolgen, was zur Rüstzeitverkürzung beiträgt, indem nachfol
gende Module bereits vorbereitet werden können. Zur letzten Feineinstellung sind
dann Buchblocks oder Buchdecken aus der vorherigen Bearbeitungsstation erfor
derlich. Außerdem kann das Rüsten durch Zusammenfassen mehrerer Einzelschrit
te zu Bearbeitungssequenzen mit definierten Start- und Haltepunkten, durch das
Wiederholen eines Schrittes oder durch das Überspringen von Schritten erleichtert
werden.
In Abhängigkeit von der Ausstattung oder der geforderten Bearbeitung des Buches
kann der Funktionsablauf flexibel vorgegeben werden. Bei einfachen Büchern kann
z. B. das Runden und Abpressen entfallen, schwierige Produkte können mehrfach
abgepreßt werden, das Beleimen läßt sich ein- und ausschalten. Falls eine Bear
beitungsstation ausgeschaltet oder z. B. bei Leertakten kein Buchblock oder keine
Buchdecke zu bearbeiten ist, wird auch keine Bewegung ausgelöst. Bei einer Stö
rung wird die ereignisgesteuerte Schrittkette in dem gestörten Schritt unterbrochen,
so daß eine einfache Diagnose und Behebung der Störung gegeben ist. Die nicht
gestörten Module beenden ihre Bearbeitung, dadurch wird Ausschuß verringert
und nachfolgende Stopper lassen sich vermeiden.
Da die Funktionen Runden, Abpressen oder Beleimen auch bei Formatänderungen
immer mit gleichen Geschwindigkeiten ablaufen, werden geschwindigkeitsabhängi
ge Einflüsse auf das Arbeitsergebnis vermieden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes darge
stellt, und zwar zeigen
Fig. 1 eine Buchfertigungsstraße im Grundriß in schematischer Darstellung;
Fig. 2 die Bearbeitungsstation Runden im Einzelmodul "B" im Schnitt;
Fig. 3 die Bearbeitungsstation Hinterkleben und Kapitalen im Einzelmodul "C" im
Schnitt.
Die Buchfertigungsstraße kann aus der Bearbeitungsstation 5 mit den Funktionen
Ausrichten und Vorformen, den Bearbeitungsstationen 6 und 7 mit den Funktionen
Runden und Abpressen, den Bearbeitungsstationen 8a und 8 mit den Funktionen
Rückenbeleimen und Begazen, den Bearbeitungsstationen 9a und 9 mit den Funk
tionen Rückenbeleimen und Hinterkleben mit Kapitalen und aus den Bearbei
tungsstationen 10, 10a und 10b mit den Funktionen Einhängen der Buchblocks mit
Seitenbeleimen und Runden von Buchdecken und aus einer Einfuhr und einer
Ausfuhr bestehen. Die Bearbeitungsstationen 5 bis 10 befinden sich in Einzelmodu
len "A" bis "E", die in der Art eines Baukastensystems durch direkte Kopplung zu
einer Buchfertigungsstraße in verschiedenen Ausstattungsvarianten zusammen
setzbar sind.
Die Bearbeitungsstationen vom Ausrichten und Vorformen 5 bis zum Hinterkleben
und Kapitalen 9 sind in einem definierten Taktabstand "x" zueinander angeordnet.
Über eine von einem Antriebsmotor 3 intermittierend angetriebene durchgängige
Transporteinrichtung 2 mit endlosen Stollenketten und Kettenführungssegmenten
2a der Einzelmodule werden Buchblocks 1 geklemmt gehalten und von der Einfuhr
zu den einzelnen Bearbeitungsstationen "A" bis "D" in eine auf Mitte 4 der Buch
blockhöhe ausgerichtete Position bis zur Bearbeitungsstation Einhängen "E" geför
dert, um von einem Anschlußförderer 15 übernommen und nach Zuführen einer im
Rücken gerundeten Buchdecke 1a eingehängt zu werden. Über eine Ausfuhr und
einen weiteren Förderer 16 gelangen die Bücher 1b in eine Formpress-Station "F"
als weiteres Einzelmodul.
Die Einzelmodule "A" bis "E" weisen das Rastermaß "y" auf, das in einem einem
Vielfachen der Kettenteilung der Transporteinrichtung 2 entsprechenden Taktab
stand "x" liegt.
Erfindungsgemäß werden die Funktionen in den Bearbeitungsstationen 5 bis 10
der einzelnen Module "A" bis "E" und in dem Einzelmodul "F" zum Pressen und
Formen der Bücher 1a über eigene motorische, hydraulische und pneumatische
Antriebe ausgeführt.
Lediglich beispielhaft sind in den Fig. 2 und 3 in den Modulen "B" und "C" die
Bearbeitungsstationen 6 und 8 mit eigenen Antrieben für die Funktionen Runden
und Hinterkleben beschrieben. Die Buchblocks 1 gelangen aus der Ausricht- und
Vorformstation "A" kommend in die Bearbeitungsstation 6 zum Runden der Buch
blocks 1, in der sie von walzenförmigen Rundesegmenten 22 übernommen werden,
die nach Freigabe des Buchblocks 1 durch die Transporteinrichtung 2 auf beide
Seiten des Buchblocks 1 durch eine definierte Abwälzbewegung sowie durch Druck
einwirken.
Die Vorrichtung zum Rückenrunden weist zwei Rundeköpfe 20 auf, in denen die
Rundesegmente 22 gelagert sind und die von einem Hydraulikzylinder 21 über An
triebsmittel auf vertikalen Säulen 23 von Schlitten 24 synchron verfahrbar sind.
Über einen Zahnrad-Zahnstangentrieb 26 wird die Drehbewegung der Rundeseg
mente 22 aus der Vertikalbewegung abgeleitet. Zum Aufbringen der Preßkraft auf
die Seiten des Buchblocks 1 werden die Schlitten 24 mit den Säulen 23 über einen
Hydraulikzylinder 25 auf Horizontalführungen 30 zur Mitte der Transporteinrichtung
2 synchron verschoben, indem an den beiden Schlitten 24 gleich lange Koppel
stangen 27 mit in einer zur Mitte der Transporteinrichtung 2 orientierten Geradfüh
rung 28 laufenden Kulissenrollen 29 angelenkt sind.
Anhand der zweiten in der Fig. 3 beispielhaft mit eigenen Antrieben dargestellten
Bearbeitungsstation 8 des Einzelmoduls "C" wird die Funktion Hinterkleben und
Kapitalen der gerundeten und abgepreßten Buchblocks 1 beschrieben. Die Trans
porteinrichtung 2 überführt die Buchblocks 1 taktgemäß von den Bearbeitungssta
tionen 6 und 7 zum Runden und Abpressen in die Bearbeitungsstation 8a zum
Auftragen eines Klebstoffs auf den Rücken eines Buchblocks 1 und von dort weiter
in die Bearbeitungsstation 8 zum Aufbringen eines Hinterklebematerials 32 zur
Rückenstabilisierung des Buchblocks 1 mit gleichzeitigem Anbringen eines Kapi
talbandes 52. Auf das Hinterklebematerial 32 wird über Düsen 50 am Fuß und Kopf
ein schmaler Streifen Dispersionsklebstoff aufgetragen und das von Spulen 51 zu
geführte Kapitalband 52 auf das Hinterklebematerial 32 geklebt und beides ge
meinsam auf den Rücken eines Buchblocks 1 aufgebracht. Von einer Vorratsrolle
31 mit zugeordneter Tänzerrolle 37 wird das Hinterklebematerial 32 über eine von
einem Schrittmotor 33 schrittweise angetriebene Abzugsrolle 34 mit Gegenrolle 35
in einer der Buchblockdicke entsprechenden Länge abgezogen und über eine
Umlenkrolle 38 und ein Umlenkblech 39 einem schwenkbaren Tisch 40 zugeführt
und dabei von mit dem Vorschub gekoppelten Rollenmessern 36 auf eine der
Buchblockhöhe entsprechende Breite geschnitten. Zum Fixieren des Hinterklebe
materials 32 mit dem angeklebten Kapitalband 52 auf dem Tisch 40 ist dieser mit
Saugluft beaufschlagbar. Im Tisch 40 integriert befindet sich ein Gegenmesser 41,
das zum Ablängen des Hinterklebematerials 32 zusammen mit dem Kapitalband
durch Schwenken des Tisches 40 mit einem Obermesser 42 in Wirkverbindung
gebracht wird. Zum Überführen des abgelängten Hinterklebestreifens 32 mit dem
Kapitalband 52 auf den Rücken eines Buchblocks 1 vollzieht der Tisch 40 eine
Schwenkbewegung um eine im Maschinengestell 43 gelagerte Drehachse 44, ge
steuert über einen mit Druckluft beaufschlagten Arbeitszylinder 45 und einen Zahn
rad-Zahnstangenantrieb 46. Über einen mit einer Auflage 47 aus einem elastischen
Material bestückten im Maschinengestell 43 gelagerten Schwenkhebel 48, der von
einem mit Druckluft beaufschlagten Arbeitszylinder 49 seine Schwenkbewegung
erhält, erfolgt das Andrücken des Hinterklebematerialstreifens 32 mit dem Kapital
band 52 auf den Rücken des Buchblocks 1 nach Zurückschwenken des Tisches
40.
Die Modularität der Buchfertigungsstraße wird durch dezentrale Steuerungen 12
der Einzelmodule "A" bis "F" und eine getrennte. Bedienung der einzelnen Bearbei
tungsstationen über Bedienfelder 18 mit Steuerung 13 erreicht. An den Bedienfel
dern 18 sind die Funktionen des zugehörigen Moduls und einige übergeordnete
Funktionen schaltbar. Durch flexible Belegung der Funktionstasten können die
Bedienfelder 18 an die jeweiligen Funktionen angepaßt werden. Die Bearbeitungs
funktionen laufen als ereignisgesteuerte, von den dezentralen Steuerungen 12
vorgegebene Schrittketten ab. Auf die wichtigsten Bearbeitungsfunktionen, Aggre
gate und Verstellachsen kann über die Funktionstasten direkt zugegriffen werden.
Durch eine übergeordnete Steuerung 14 ist der Buchblocktransport mit den Bear
beitungsstationen koordiniert.
Im Einrichtbetrieb wird durch die Funktion "Einfuhrsperre auf' ein Buchblock 1 in
die Buchfertigungsstraße gefördert, bearbeitet und bis zum definierten Haltepunkt
in dem Modul, von dem die Funktion ausgelöst wurde, transportiert. Im Modul er
folgt die Weiterbearbeitung des Buchblocks 1 durch Freigeben von Einzelschritten.
Die Haltepunkte sind dabei definiert, je nach Modul läuft jeweils eine festgelegte
Bearbeitungssequenz ab. Infolge des flexiblen Funktionsablauf können verschie
dene Varianten der Schrittkette durchlaufen werden.
Dadurch kann beispielhaft beim Rüsten der Buchdeckenzufuhr bereits der folgende
Buchblock 1 vom Einhängemodul "E" angefordert werden. Während man in der
Buchdeckenzufuhr noch Bauteile austauscht oder Feineinstellungen vornimmt,
können in den vorausgehenden Stationen die Funktionen Runden und Abpressen
6 und 7, Begazen 8, Hinterkleben und Kapitalen 9 erfolgen. Durch die entkoppelten
Antriebe werden dabei in der Buchdeckenzufuhr keine Bewegungen ausgelöst.
Im Modul Runden und Abpressen "B" kann die Bearbeitung des Buchblocks 1 nach
dem Runden 6 abgebrochen werden und der Buchblock 1 zu einer Entnahmestati
on transportiert werden, falls das Rundeergebnis nicht ausreichend ist. Die Funkti
on Buchblocktransport kann von jedem Bedienfeld 18 ausgelöst werden, wodurch
der Weitertransport der Stollenkette um einen Taktabstand mit dem vorgegebenen
Bewegungsprofil ausgelöst wird.
Bei problematischen Buchblocks 1 kann beim Abpressen 7 eine zweite Schwenk
bewegung des Formklotzes vorgegeben werden; die anderen Stationen müssen
entsprechend der längeren Bearbeitungszeit warten.
Durch die Einzelantriebe läßt sich die Inbetriebnahme der Module wesentlich ver
einfachen. Zudem ist eine Vorprüfung der Stationen in der Montage der Module
gegeben. Da die Schritte in den einzelnen Stationen unabhängig voneinander aus
gelöst werden können, läßt sich das Umrüsten auf ein anderes Format des Buch
blocks 1 durch mehrere Bediener gleichzeitig durchführen, was die Rüstzeit deut
lich verkürzt.
Claims (8)
1. Buchfertigungsstraße mit einer Anzahl von Bearbeitungsstationen und mit
einer die Buchblocks von einer Einfuhr übernehmenden und zu den Bearbei
tungsstationen fördernden Transporteinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Buchfertigungsstraße aus Einzelmodulen mit Bearbeitungsstationen
(5-10) mit Funktionen wie Ausrichten und Vorformen (A), Runden und Ab
pressen (B), Beleimen und Begazen (C), Beleimen, Hinterkleben und Kapita
len (D), Einhängen (E) von Buchblocks (1), ggf. mit einer Bearbeitungsstation
Pressen und Formen (F) der Bücher (1b), zusammensetzbar ist und die Ein
zelmodule (A-F) über eigene Bedienfelder (18) getrennt bedienbar sind.
2. Buchfertigungsstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bearbeitungsstationen (5-10) zum Ausführen der Funktionen eigene Antrie
be (21, 25, 33, 45, 49) aufweisen und getrennt bedienbar sind und die Abfol
ge der Funktionen über dezentrale Steuerungen (12) in Schrittketten vorgeb
bar und kontrollierbar ist.
3. Buchfertigungsstraße nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
diese durch direkte Kopplung von Einzelmodulen (A-E) zu einer Straße mit
einer durchgängigen Transporteinrichtung (2) zusammensetzbar und ausbau
bar ist.
4. Buchfertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ablauf der Funktionen über die dezentralen Steuerungen
(12) der Einzelmodule (A-E) in ereignisgesteuerten Schrittketten vorgebbar
ist.
5. Buchfertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß Einzelantriebe (21, 25, 33, 45, 49) für Funktionen und Bewe
gungen in den Bearbeitungsstationen (5-10) über eine Ablaufsteuerung (13)
regelbar sind.
6. Buchfertigungsstraße nach einem der Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet
durch in definierten Taktabständen (x) angeordnete, zueinander auf Mitte (4)
der Buchblockhöhe ausgerichtete Bearbeitungsstationen (5-10) durch eine
von der Einfuhr bis zu dem Einzelmodul Einhängen (E) durchgängige, von ei
nem Antriebsmotor (3) intermittierend antreibbare Transporteinrichtung (2)
zum Verbringen der Buchblocks (1) zu den einzelnen Bearbeitungsstationen
(5-10) in eine auf Mitte (4) der Buchblockhöhe ausgerichtete Position.
7. Buchfertigungsstraße nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Transporteinrichtung (2) aus die Buchblocks (1) einklem
menden endlosen Platten- oder Stollenketten oder dgl. Fördermittel besteht
und die Einzelmodule (A-E) ein Rastermaß (y) aufweisen, das in einem ei
nem Vielfachen der Kettenteilung entsprechenden Taktabstand (x) liegt.
8. Buchfertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn
zeichnet durch eine übergeordnete Steuerung (14) zur Koordination der An
triebe (21, 25, 33, 45, 49) für die Funktionen und Bewegungen in den Bear
beitungsstationen (5-10) mit dem Antrieb (3) für die Bewegung der Trans
porteinrichtung (2).
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