DE2806062A1 - Vorrichtung zum fadenheften von mehreren lagen zu einem buchblock - Google Patents

Description

Rahdener Maschi nen f abr i k 6._n ι n ,,^^4993 Rahden, 13.02.1978

August Kolbus

Osnabrücker Str. 77 2806062

Vorrichtung zum Fadenheften von mehreren Lagen zu einem Buchblock.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fadenheften von mehreren Lagen zu einem Buchblock od. dgl. gemäß Patent (Patentanmeldung P 27 37 428).

Bei der Herstellung von Buchblocks für die Buchfertigung haben sich zwei wesentliche Verfahren, die Fadenheftung und die Klebebindung, durchgesetzt. Beide haben ihre typischen Anwendungsgebiete, und zwar deckt die Fadenheftung jenen Teil der Blockfertigung ab, der für die Herstellung der ausgesprochenen Qualitätsbücher vorgesehen ist sowie den Anteil mechanisch hoch beanspruchter schwerer Sachbücher wie Atlanten und Lexika usw., während das Klebebinden andererseits den Markt der Billigbücher wie Telefonbücher, Kataloge, Taschenbücher sowie jenen Anteil der Qual i tätsbiichproduktion einnimmt, an dessen Erzeugnisse keine hohen Anforderungen an Widerstand gegen hohe mechanische Beanspruchung gestellt werden, oder man aus wirtschaftlichen Gründen auf die Fadenheftung verzichtet. Dies trifft besonders auf die Massenproduktion wie Romane zu, bei denen zwar äußere Aufmachung

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wie beim Qualitätsbuch gefordert, der Buchblock aber nach dem wirtschaftlicheren Klebebindeverfahren gefertigt wird, da an seine Dauerhaltbarkeit keine großen Ansprüche gestellt werden. Letztlich waren es auch rein wirtschaftliche Gründe, die dem Klebebindeverfahren zum Durchbruch gegenüber dem konventionellen Fadenheftverfahren verholfen haben.

Die typische Fadenheftproduktion vollzieht sich bis zum heutigen Tage so, daß wegen der wesentlich geringeren Verarbeitungsgeschwindigkeit der sogenannten Buchlagen oder Signaturen zum fadengehefteten Buchblock eine kontinuierliche Weiterverarbeitung zum Fertigbuch ohne Zwischenlagerung, Palettieren usw., bedingt durch zu große Geschwindigkeitsdifferenzen, nicht möglich ist.

In den letzten Jahren sind die Buchbindemaschinen, die die typischen Verfahren der Blockweiterverarbeitung wie Rückenrunden, Hinterkleben, Kapitalen und Einhängen abdecken, in ihrer Leistung beträchtlich gesteigert worden, wodurch die Lücke in der Verarbeitungsgeschwindigkeit noch größer wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Fadenheften von mehreren Lagen zu einem Buchblock od. dgl. zu schaffen, mit der, unter Beibehaltung der Bindequalität fadengehefteter Bücher, eine wesentliche Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit gegenüber herkömmlichen Fadenheftmaschinen erreicht wird, um somit in einer leistungsfähigen Buchblockfertigungslinie eingesetzt werden zu können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die vom kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erfaßten Maßnahmen gelöst.

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Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Gesamtvorrichtung einer Fadenheftvorrichtung als Teil einer Fertigungsstraße, vereinfacht dargestellt,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 3 eine Teil draufsieht auf die Vorrichtung unter Weglassung verschiedener Elemente,

Fig. 3a eine Schnittdarstellung einer Fadenziehwelle gemäß der Linie E-F in Fig. 3,

Fig. 4 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch die Vorrichtung gemäß der Linie A-B in Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie C-D in Fig. 3.

Von einer vorgeschalteten Zufuhreinrichtung, beispielsweise einer Zusammentragmaschine, kommende Buchlagen werden in nicht gezeigter Weise mittig geöffnet und einzeln oder gruppenweise mit ihrem Rücken nach unten gerichtet und aufrechtstehend gemäß der Pfeilrichtung auf Mitnehmerbleche 2 eines angedeuteten, in Pfeilrichtung kontinuierlich umlaufenden Rundförderes 3

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gebracht. Dieser befördert die Lagen lotrecht zu ihren Flächen über von einem Lagerblock 4 getragene, eine untere Begrenzung des Förderes bildende Ausleger 5 hinweg, siehe Fig. 3, durch eine Nähstation 6 und danach durch eine Fadenziehstation 7, indem sie mit ihrer Kopfseite an einer schräg zur Föderrichtung verlaufenden Anschlagleiste 8a anliegen. Im Bereich der Fadenziehstation 7 geht die Anschlagleiste 8a in ein abgewinkeltes Anschlußstück 8b über, wodurch die Buchlagen 1 bei ihrem Weiterlauf von den Mitnehmerblechen 2 wieder heruntergeführt werden.

Wie Fig. 3 besonders deutlich veranschaulicht, besteht die Nähstation 6 im wesentlichen aus einer Vielzahl von in der Bewegungsbahn der Lagen nebeneinander angeordneter Nähwendeln 10, die gemäß der Pfeilrichtung rotationsangetrieben sind. Bezogen auf die Lagenflächen wurden die Mittelachsen der Nähwendeln 10 entsprechend ihrem Steigungswinkel schräggestellt und die Umdrehungszahl sowie die Steigung dabei derart auf den Lagenvorschub abgestimmt, daß die Nähwendeln die Lagen nacheinander durchfahren, indem die Wendelspitzen 10a von unten in die Lagenrücken eindringen und im Abstand dazu, entsprechend der Wendelstichbreite, nach unten aus der Lage wieder austreten. Beim Durchfahren der Lagen wird ein in die Wendelösen 10b eingehängter Heftfaden 11 eingezogen und schräg verlaufend zu einer nachfolgende Lage geführt, wonach diese nacheinander auf den zickzackförmig verlaufenden Faden aufgereiht sind.

Den Nähwendeln 10 jeweils zugeordnet sind Vorratsspulen 14, Fig. 1, von denen die Heftfaden 11 abgezogen und in Form eines Doppelfadens in die Buchlagen 1 eingebracht werden, der sich insofern ergibt,

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als zunächst die für eine bestimmte Lagenzahl benötigte Fadenlänge, die beispielsweise mehrere Buchblocks umfassen kann und pro Lagenblatt einer Länge von ca. 4 mal dem Stichabstand entspricht, mittels Abzugswalzen 15 von der entsprechenden Spule 14 abgelängt und von einem taktweise gesteuerten Zufuhrelement 16 in die öse 10b am hinteren Ende der Nähwendel eingelegt wird. Am Schluß eines Heftvorgangs wird der zur Spule hinführende Faden in Laufrichtung gesehen am Anfang der Lagenreihe und der Doppelfaden an der Nähwendel 10 von den im einzelnen nicht gezeigten bekannten Trennelementen abgetrennt sowie ein neuer, wiederum auf eine vorgegebene Länge abgezogener Faden von dem Zufuhrelement 16 während eines Leertaktes eingelegt, in Fig. 2 mit a bezeichnet.

Das Abspulen des Fadens durch die Walzen 15 kann ferner kontinuierlich während des Nähvorgangs erfolgen, in der Weise, daß die Abzugswalzen wiederum pro Lagentakt eine Länge von ca. 4 mal dem Stichabstand abspulen und die Hälfte davon als der eine Teil des Doppelfadens in den gerade zu heftenden Lagenstapel eingezogen wird, während die andere Hälfte des Fadens als Vorrat für einen nachfolgenden Lagenstapel dient.

Beim Anlegen des Fadens an die Nähwendelöse durch das Zufuhrelement 16 ist dann bereits der eine Teil des Doppelfadens vorhanden, der andere Teil wird während des Nähvorgangs zusammen mit dem Fadenvorrat für einen nächsten Stapel abgespult. Somit treten keine Zeitverluste für das Fadenabspulen auf und die Gefahr des Durchziehens der Heftfäden durch die Use wird somit völlig ausgeschlossen.

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Bei bestimmten Papiersorten kann es von Vorteil sein, wenn die Lagen an den Heftstellen zum Hindurchführen der Nä'hwendeln in einem vorgeschalteten Arbeitsgang perforiert werden, und zwar haben sich hierbei t-förmige Perforationen la als besonders geeignet erwiesen.

Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Nähstation 6 und somit die Position der Buchlage 1 auf dem Mitnehmerblech 2. Um eine Fixierung der Lage zum Eindringen der Nä'hwendelspitze zu erhalten, muß sich das Mitnehmerblech 2 möglichst weit unten in der Lage befinden, wozu die Bleche 2 mit Ausnehmungen 2a versehen sind, die ein Durchlassen der Nähwendeln ermöglichen.

Der Antrieb der Nähwendeln 10 erfolgt durch jeweils zwei von außen auf sie einwirkende umlaufend angetriebene Friktionsantriebswellen 19 und 19' mit schraubenlinienförmig verlaufenden Umfangsnuten 20 und 20', deren Steigung zwangsläufig mit dem Lagenabstand übereinstimmt, und mit einem dem Wendelaußendurchmesser entsprechenden Kerndurchmesser. Die Nähwendeln 10 befinden sich im Eingriff mit den Umfangsnuten und die zur übertragung der Umfangskräfte erforderliche Anpreßkraft der Wendeln an die Antriebswellen 19 und 19' wird von in den Nähwendeln geführten Druckwellen 21 aufgebracht. Friktionsantriebswellen und Druckwellen sind in dem Lagerblock 4 drehbar gelagert, wobei die Friktionsantriebswellen von einem nicht gezeigten Antriebsmotor über einen gemeinsamen Zahnriemen 22 angetrieben werden und eine Umdrehung pro durchlaufenden Lage machen.

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Wie die Draufsicht gemäß der Fig. 3 veranschaulicht, befinden sich die Mittelachsen der Friktionsantriebswellen 19 und 19', der Druckwellen 21, der Nähwendeln 10 sowie die Anschlagleiste 8a in paralleler Anordnung.

Um die Nähwendeln 10 in einer bestimmten Position auf den Friktionsantriebswellen 19 und 19' zu halten, d.h. um ein Wandern der Wendeln zu verhindern, was durch Fertigungstoleranzen und Schlupf der einzelnen Elemente nicht vermieden werden kann, nimmt der Kerndurchmesser der Friktionsantriebswellen 19 und 19' unter einem Winkel dC zum Nähwendelende hin leicht zu, und zwar, bezogen auf den Wendelaußendurchmesser, von einem kleineren zu einem größeren Durchmesser hin. Hierdurch wird erreicht, daß die Nähwendeln, durch die Umfangsnuten geführt, zunächst axial in Laufrichtung der Lagen wandern, bedingt durch den gegenüber dem Wendelaußendurchmesser kleineren Kerndruchmesser, um sodann wieder zurückzulaufen, bedingt durch die größere Umfangsgeschwindigkeit und damit höhere Wendeldrehzahl, die sich infolge des größeren Kerndurchmessers ergibt, und daß die Nähwendeln letztlich in einer ortsfesten Position verbleiben, die genau dem übersetzungsverhältnis von eins zwischen Wendelaußendurchmesser und dem konisch verlaufenden Antriebswellenkerndurchmesser entspricht.

Aufgrund der Umschlingungsreibung beim Aufreihvorgang der Lagen auf die Heftfäden, d.h. beim Vorziehen der Lagen zum Heftfadenende hin um die für den jeweiligen Nähvorgang benötigte Fadenlänge, können nicht beliebig viele Lagen gleichzeitig

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aufgezogen werden, da hierbei die Fadenzugkräfte beträchtlich zunehmen und der Faden die Lage einschneidet. Hierzu wird erfindungsgemäß in Vorschlag gebracht, den Lagenstapel durch eine Fadenziehstation 7 zu transportieren, die aus sich an den Nähwendeln 10 anschließenden, gemäß Pfeil richtung rotationsangetriebenen Fadenziehwellen 26 besteht und die mit ihrem einen Ende in den die untere Begrenzung für den Förderer 3 bildenden Auslegern 5 gelagert sind und zu dem Anschlußstück der Anschlagleiste 8b parallel verlaufen. Mit ihrem anderen Ende befinden sich die Fadenziehwellen in einem nicht dargestellten Lagerblock und werden synchron mit den Nähwendeln und ebenso über Zahnriemen in Drehbewegung versetzt.

Fig. 3a zeigt einen Schnitt durch eine solche Fadenziehwelle 26 mit am Umfang verteilten Ziehnocken 26a. Diese befinden sich auf einer um die Fadenziehwelle wendelförmig verlaufenden Linie in einer dem Abstand der Mitnehmerbleche 2 zueinander, ihrem Vorschub und der Schrägstellung der Fadenziehwellen entsprechender Anordnung, derart, daß die Ziehnocken 26a nacheinander zwischen die Lagen fahren, beginnend jeweils nach der ersten von den Nähwendeln abgelaufenen Lage, um somit den schräg verlaufenden Verbindungsfaden entgegen der Lagenlaufrichtung gemäß Pfeil richtung in Fig. 1 vorzuziehen. Dieser Vorgang wird in einem derart wellenförmigen Rhythmus durchgeführt, daß jeweils an jeder dritten Lage gleichzeitig der Faden gezogen wird und der darauffolgende Fadenziehimpuls jeweils an der darauffolgenden Lage erfolgt, während an der vorausgehenden Lage kein Ziehen statt-

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findet, so daß ein Weitertransportieren einer Fadenschlaufe zur Nähwendel hin gegeben ist. Wie bereits eingangs erwähnt, werden die Lagen dabei an dem Anschlußstück 8b der Anschlagleiste entlanggeführt und an ihren Kopfseiten ausgerichtet gehalten. Das Anschlußstück 8b weist eine derartige Schrägstellung auf, daß die Verbindungsfäden der Lagen durch den Aufreihvorgang eine solche Länge erhalten, daß sie bei aneinander!iegenden Lagen und rechtwinkelig ausgerichtetem Lagenstapel nach Freigabe von den Mitnehmerblechen des Förderes straff gezogen sind.

Um nach vollzogenem Aufreihvorgang die gehefteten Lagen aus dem Wirkungsbereich der Fadenziehwellen zu bekommen und somit das Herausziehen der Heftfäden aus den Lagen zu verhindern, wurden unter der Bewegungsbahn der Lagen zwei im Abstand zueinander!iegende Hubleisten 30 installiert, bestehend aus einer Vielzahl von einzelnen Sektoren 30', deren Länge dem Mindestabstand zwischen den Lagenstapeln entspricht. Nach Fertigstellung einer aus mehreren Lagenstapeln bestehenden Reihe werden die Hubleisten über Betätigungsmittel 34, z.B. Pneumatikzylinder, gemeinsam hochgefahren und bilden somit eine über den Fadenziehwellen liegende untere Transportebene, auf der die Lagen aus dem Rundförderer 3 transportiert werden, über geeignete nicht dargestellte Steuerungselemente werden die einzelnen, beim Ablauf der Lagenreihe frei werdenden Sektoren 30' nacheinander nach vollzogenem Leertakt wieder in die unteren Ausgangspositionen abgesenkt zur Aufnahme von nachfolgenden Lagen.

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Wie eingangs erwähnt, wird von der Nähwendelöse 10b ein Doppelfaden mitgeführt, auf den die Lagen nacheinander aufgezogen werden. Da die Nähwendel selbst nicht in der Lage ist, die pro Lage benötigte Fadenlänge vorzuziehen, befindet sich innerhalb der Nähwendel ein vom Lagerblock 4 aufgenommenes nach unten hin gebogenes Federelement 31, um das der Faden beim Umlauf der Nähwendel geführt und somit die benötigte Fadenlänge abgezogen wird, und welches durch den Faden entgegen seiner Federwirkung in die strichpunktiert gezeichnete Position angehoben wird, über das Federelement wird hierdurch nicht nur der Fadenvorrat geschaffen, sondern zusätzlich die gewünschte Zugspannung des Fadens zum Aufreihen der Lagen durch die Fadenziehwellen 26.

Nach Beendigung des Aufreihvorgangs in der Fadenziehstation 7 und nach Ablauf der Lagen von den Mitnehmerblechen 2 des Förderes 3 werden die Lagenblocks von der Reihe mittels der angedeuteten Trennelemente separiert und einzeln von einem Transporteur 32 übernommen sowie einer Preßstation 35 zum Pressen ihres Falzbereichs übergeben, nachdem der Block vorab von einem zweiten Transporteur 33 übernommen und rechtwinklig ausgerichtet wurde. Nach erfolgtem Preßvorgang wird der Block letztlich einer nachgeschalteten Ruckenbeieimstation zugeführt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Vorrichtung zum Fadenheften von Lagen zu einem

   Buchblock od. dgl. nach Patent . „ «...

   (Patentanmeldung P 27 37 428), gekennzeichnet durch eine geöffnete Lagen (1) im Abstand zueinander und senkrecht zu ihren Flächen transportierende Fördereinrichtung (3), durch in der Bewegungsbahn der Lagen (1) angeordnete, umlaufend angetriebene Nähwendeln (10), deren Mittelachsen, bezogen auf die Lagenflächen, dem Steigungswinkel der Nähwendeln entsprechend schräggestellt sind und deren Umdrehungszahl sowie Steigung derart auf den Lagenvorschub abgestimmt sind, daß die Nähwendeln die Lagen nacheinander durchfahren, indem die Nähwendelspitzen (10a) in die Lagenrücken eindringen und im Abstand dazu, entsprechend der Nähwendel stichbreite, aus der Lage wieder austreten, wobei die Nähwendeln mit ösen (10b) zur Aufnahme und zum Mitführen von Heftfäden (11) versehen sind, und durch eine hinter den Nähwendeln (10) angeordnete, auf die von Lage zu Lage querverlaufenden Heftfaden einwirkende und diese entgegen der Laufrichtung der Lagen vorziehende Fadenzieheinrichtung (26, 26a).

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch je zwei von außen auf die Nähwendeln (10) einwirkende Friktionsantriebswellen (19, 19') mit schraubenlinienförmig verlaufenden Umfangsnuten (20, 20') zum Eingriff der Nähwendeln, wobei der Kerndurchmesser der Antriebswellen (19, 19') dem Nähwendelaußendurchmesser entspricht,

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   jedoch einen im Anfangsbereich der Nähwendel kleineren und einen größeren Durchmesser im Endbereich aufweist, und durch in den Nähwendeln (10) angeordnete, die Anpreßkraft für den Reibantrieb aufbringende Druckwellen (21).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerndurchmesser der Friktionsantriebswellen (19, 19'), auf den Nähwendelaußendurchmesser bezogen, von einem kleineren zu einem größeren Durchmesser hin konisch verlaufend ausgestaltet ist.

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lagen (1) transportierende Fördereinrichtung als Rundförderer (3) ausgestaltet ist, mit einer Vielzahl nebeneinanderliegender, sich in die Lagen legende Mitnehmerbleche (2), die mit Ausnehmungen (2a) über die Nähwendeln (10) greifen, durch eine die Lagen stützende untere Begrenzung (5, 26, 30) und durch eine parallel zu den Nähwendel mittelachsen liegende, die Lagen an ihren Seiten ausrichtende Anschlagleiste (8a), die im Bereich der Fadenzieheinrichtung (26, 26a) in eine abgewinkelte, die Lagen aus dem Rundförderer (3) herausführende Anschlußleiste (8b) übergeht, wobei die Schrägstellung der Leiste (8b) derart ge wählt ist, daß die von Lage zu Lage querverlaufenden Heftfaden (11) durch die auf sie einwirkende Fadenzieheinrichtung (26, 26a) die am rechtwinklig ausgerichteten Lagenblock benötigte Heftfadenlänge erhalten.

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   Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenzieheinrichtung aus mit den Nähwendeln (10) synchron angetriebenen, zu der Anschlagleiste (8b) parallel liegenden Fadenziehwellen (26) besteht, mit am Umfang auf einer wendelförmig verlaufenden Linie, entsprechend dem Abstand der Mitnehmerbleche (2) zueinander, ihrem Vorschub sowie der Schrägstellung der Fadenziehwellen (26) derart verteilten Ziehnocken (26a), daß die von Lage zu Lage querverlaufenden Heftfäden (11) entgegen der Laufrichtung der Lagen, beginnend zwischen vorauslaufenden Lagen, derart rhythmisch vorgezogen werden, daß sich ein wellenförmiger Transport des Fadens in Form von durch die Ziehnocken (26a) gebildeten Schlaufen vom in Transportrichtung wandernden Lagenstapelanfang zur Wendel hin ergibt.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein am Ende der Nähwendeln (10) angeordnetes, das Vorziehen der für einen Heftvorgang benötigten Heftfadenlänge und Straffhalten des Heftfadens bewirkendes Federelement (31).

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch vorzugsweise zwei im Abstand zueinander liegende, unter die Lagen fahrbare und diese aus dem Wirkungsbereich der Fadenzieheinrichtung (26, 26a) anhebbare Hubleisten (30), bestehend aus einer Vielzahl einzelner Sektoren (30'), die derart ansteuerbar sind,

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   daß die durch Ablauf der Lagen frei werdenden Sektoren für nachfolgende Lagen nacheinander abgesenkt werden.

   Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Abzugswalzen (15) zum Abziehen eines für einen zu heftenden Lagenstapel benötigten Heftfadens (11) von doppelter Länge, durch ein auf- und abwärtsbewegbares, taktweise gesteuertes Zuführorgan (16) zum Einlegen des Heftfadens (11) in die Nähwendelöse (10b) und durch an sich bekannte Schneidelemente zum Trennen der Heftfaden nach Beendigung des Heftvorgangs eines Lagenstapels an den Nähwendelösen (10b) und am Ende des Lagenstapels bzw. Lagenblocks.

   Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugswalzen (15) zum Abziehen des Heftfadens während des Nähvorgangs antreibbar sind und somit der eine oder beide Teile des Doppelfadens jeweils während des Nähvorgangs eines vorausgehenden Lagenstapels abziehbar ist bzw. sind.

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