DE29510607U1 - Device for thread sealing of tack - Google Patents
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Description
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EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 MünchenEUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 Munich
29. Juni 199529 June 1995
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HD/St Our reference: B 3 214 DE G
HD/St
Vorrichtung zum Fadensiegeln von HeftgutDevice for thread sealing of stapled material
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fadensiegeln von Heftgut aus Papier, Karton oder dergleichen, mit einem Hauptantrieb, einer Vorschubeinrichtung für Heftgut, wenigstens einem Nadelpaar, das auf einer Kreisbahn bewegbar ist und auf dem Heftgut angeordnete Fadenklammern in das Heftgut einbringt, und einem Antrieb für das Nadelpaar,The invention relates to a device for thread sealing stapled material made of paper, cardboard or the like, with a main drive, a feed device for stapled material, at least one pair of needles that can be moved on a circular path and introduces thread staples arranged on the stapled material into the stapled material, and a drive for the pair of needles,
Eine solche Vorrichtung, die z.B. aus der DE-AS 22 10 873 bekannt ist, bringt die Fadenklammern mittels paarweise angeordneter Heftnadeln in das Heftgut ein. Da das Heftgut geradlinig durch die Fadensiegel-Vorrichtung bewegt wird, während die Heftnadeln auf einer Kreisbahn bewegt werden, muß die Bewegung der Heftnadeln so mit der Bewegung des Heftgutes synchronisiert werden, daß bei in das Heftgut eingestochenen Heftnadeln jedes Nadelpaar sich mit derselben Geschwindigkeit und in derselben Richtung bewegt wie das Heftgut, damit die Einstichstellen der Heftnadeln in dem Heftgut nicht ausreißen.Such a device, which is known for example from DE-AS 22 10 873, inserts the thread staples into the stapled material using staple needles arranged in pairs. Since the stapled material is moved in a straight line through the thread sealing device, while the staple needles are moved in a circular path, the movement of the staple needles must be synchronized with the movement of the stapled material so that when staple needles are inserted into the stapled material, each pair of needles moves at the same speed and in the same direction as the stapled material, so that the puncture points of the staple needles in the stapled material do not tear out.
Bei den bekannten Fadensiegel-Vorrichtungen wird dieses Problem dadurch gelöst, daß für die Synchronisierung der Nadelpaare mit dem Heftgut ein mechanisches Ausgleichsgetriebe verwendet wird, welches ein Nadelgetriebe antreibt, das die Nadelpaare auf ihrer Kreisbahn bewegt. Dieses mechanische Ausgleichsgetriebe ist ein sehr kompliziertes Umlaufrädergetriebe, in welchem mittels einer Doppelkurve über zwei Rollenhebel einer gleichförmigen Drehbewegung eine Beschleunigung bzw. Verzögerung überlagert wird. Für jedes Nadelpaar des Nadelgetriebes weist die Doppelkurve ein Segment zur Beschleunigung und Verzögerung auf. Trotz dieses komplizierten Umlaufrädergetriebes treten Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den Nadelpaaren und dem Heftgut auf, welche sich insbesondere bei dünnem Heftgut als Qualitätsminderung in Form von eingerissenen Einstichen bemerkbar machen. Diese Geschwindigkeitsunterschiede liegen zum einen an dem Zahnspiel der Zahnräder des Umlaufradergetriebes, welches sich besonders beim Anfahren und Abbremsen der Fadensiegel-Vorrichtung negativ bemerkbar macht, und zum anderen an dem Restspiel zwischen der Doppelkurve und den Rollenhebeln, das sich bei normalem Verschleiß der Vorrichtung vergrößert. Ferner begrenzt das mechanische Umlaufrädergetriebe die maximal mögliche Verarbeitungsgeschwindigkeit der Fadensiegel-Vorrichtung. In the known thread sealing devices, this problem is solved by using a mechanical differential gear to synchronize the needle pairs with the material to be stapled. This differential gear drives a needle gear that moves the needle pairs on their circular path. This mechanical differential gear is a very complicated epicyclic gear in which an acceleration or deceleration is superimposed on a uniform rotary movement by means of a double curve via two roller levers. For each needle pair of the needle gear, the double curve has a segment for acceleration and deceleration. Despite this complicated epicyclic gear, differences in speed occur between the needle pairs and the material to be stapled, which are noticeable as a reduction in quality in the form of torn punctures, especially with thin material to be stapled. These speed differences are due, on the one hand, to the tooth play of the gears of the epicyclic gear, which has a negative impact, particularly when starting and braking the thread sealing device, and, on the other hand, to the residual play between the double curve and the roller levers, which increases with normal wear of the device. Furthermore, the mechanical epicyclic gear limits the maximum possible processing speed of the thread sealing device.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Bewegung der Nadelpaare in einfacher und zuverlässiger Weise exakt mit der Bewegung des Heftgutes synchronisiert wird.The object of the invention is to further develop a device of the type mentioned at the outset in such a way that the movement of the needle pairs is precisely synchronized with the movement of the material to be stapled in a simple and reliable manner.
Gemäß der Erfindung besteht eine erste Lösung dieser Aufgabe in einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Antrieb einen Antriebsmotor sowie eine elektronische Steuervorrichtung für, die Regelung des Antriebsmotors umfaßt. Durch eine solche Anordnung kann die Bewegung jedes Nadelpaares in einfacher und zuverlässiger Weise exakt mit der Bewegung des Heftgutes synchroni-According to the invention, a first solution to this problem consists in a device of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the drive comprises a drive motor and an electronic control device for regulating the drive motor. With such an arrangement, the movement of each pair of needles can be precisely synchronized with the movement of the material to be stapled in a simple and reliable manner.
siert werden, da ein solcher Antrieb ohne mechanisches Spiel ausgeführt werden kann.sed, since such a drive can be carried out without mechanical play.
Gemäß der Erfindung besteht eine zweite Lösung dieser Aufgabe in einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Antrieb ein Getriebe umfaßt, von dem ein erster Eingang an den Hauptantrieb und ein zweiter Eingang an einen Zusatzmotor angeschlossen ist, sowie eine Steuervorrichtung für die Regelung des Zusatzmotors. Ein solches Getriebe ermöglicht in einfacher und zuverlässiger Weise, die Bewegung jedes Nadelpaares exakt mit der Bewegung des Heftgutes zu synchronisieren.According to the invention, a second solution to this problem consists in a device of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the drive comprises a gear, a first input of which is connected to the main drive and a second input to an additional motor, as well as a control device for regulating the additional motor. Such a gear enables the movement of each pair of needles to be precisely synchronized with the movement of the material to be stapled in a simple and reliable manner.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention emerge from the appended subclaims.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Fadensiegeln werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:The thread sealing devices according to the invention are described below with reference to the drawing. In them:
- Fig. 1 schematisch eine Fadensiegel-Vorrichtung;- Fig. 1 shows schematically a thread sealing device;
- Fig. 2 schematisch die Fadensiegel-Vorrichtung von Fig. 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;- Fig. 2 shows schematically the thread sealing device of Fig. 1 according to a first embodiment of the invention;
- Fig. 3 schematisch ein Blockschaltbild der Fadensiegel-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform; und- Fig. 3 shows a schematic block diagram of the thread sealing device according to the first embodiment; and
- Fig. 4 schematisch die Fadensiegel-Vorrichtung von Fig. 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.- Fig. 4 shows schematically the thread sealing device of Fig. 1 according to a second embodiment of the invention.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Fadensiegel-Vorrichtung dargestellt. Diese umfaßt eine (nicht dargestellte) Vorschubeinrichtung für Heftgut 5, Nadelpaare 10 aus Heftnadeln 12 zum Einbringen von heißsiegelbaren Fadenklammern 18 in das Heftgut sowie eine Heißsiegeleinrichtung 20 zum Versiegeln von in das Heftgut eingebrachten Fadenklammern 18.Figure 1 shows a thread sealing device according to the invention. This comprises a feed device (not shown) for stapled material 5, needle pairs 10 made of staple needles 12 for introducing heat-sealable thread staples 18 into the stapled material, and a heat-sealing device 20 for sealing thread staples 18 introduced into the stapled material.
-A--A-
Das Heftgut 5, das beispielsweise aus miteinander zu verbindenden Bogen aus Papier, Karton oder dergleichen besteht, wird von der Vorschubeinrichtung mit einer geeigneten Vorschubgeschwindigkeit in der Vorschubrichtung F mit der Geschwindigkeit vi durch die Fadensiegel-Vorrichtung bewegt. Bei der Bewegung durch die Fadensiegel-Vorrichtung läuft das Heftgut durch eine Station mit Nadelpaaren 10. Die Nadelpaare 10 bringen die aus einem heißsiegelbaren Material bestehenden Fadenklammern 18 in das Heftgut 5 ein. Nach dem Einbringen der Fadenklammern 18 durchläuft das Heftgut eine Heißsiegelvorrichtung 20, in der die nach dem Einbringen in das Heftgut auf dessen Rückseite hervorstehenden Fadenstücke umgelegt und versiegelt oder verleimt werden.The stapled material 5, which consists for example of sheets of paper, cardboard or the like to be joined together, is moved by the feed device at a suitable feed speed in the feed direction F at the speed vi through the thread sealing device. During the movement through the thread sealing device, the stapled material runs through a station with needle pairs 10. The needle pairs 10 insert the thread clips 18 made of a heat-sealable material into the stapled material 5. After the thread clips 18 have been inserted, the stapled material runs through a heat-sealing device 20 in which the thread pieces protruding from the back of the stapled material after insertion are folded over and sealed or glued.
Die Nadelpaare 10 sind an einem schematisch angedeuteten Nadelgetriebe 3 0 angebracht, welches die Heftnadeln 12 auf einer Kreisbahn mit der Geschwindigkeit V2 bewegt, wobei die Heftnadeln wenigstens in dem dem Heftgut zugewandten Abschnitt ihrer Bewegung senkrecht zur Ebene des Heftguts 5 bleiben (siehe Figur 1). Um die Fadenklammern 18 in das Heftgut 5 einzubringen, werden zuerst Fadenstücke 18a auf dem Heftgut 5 ausgelegt. Dann werden Halteelemente 14 und Gegenhalteelemente 16 an das Heftgut heranbewegt, so daß sich das Heftgut 5 mit den auf ihm angeordneten Fadenstücken 18a zwischen den Halteelementen 14 und den Gegenhalteelementen 16 befindet, wodurch die Fadenstücke 18a auf dem Heftgut 5 fixiert sind. Dann werden die Heftnadeln mit einer zur Ebene des Heftguts im wesentlichen senkrechten Bewegung durch das Heftgut hindurchgestochen, wobei das Gegenhalteelement 16 das Heftgut stützt. Bei dem Vorgang des Durchstechens der Fadenklammern greifen die beiden Heftnadeln 12 jedes Nadelpaares 10 beiderseits der Mitte eines Fadenstücks 18a an und drücken dessen freie Enden unter Bildung einer Fadenklammer 18 durch das Heftgut hindurch, wobei der Mittelsteg der Fadenklammern 18 auf der Oberseite des Heftguts verbleibt. Nach dem Durchstechen weisen die Fadenklammern eine im wesentlichen U-förmige Gestalt mit einem auf dem Heftgut angeordneten Mittelteil und zwei durch das HeftgutThe needle pairs 10 are attached to a schematically indicated needle gear 30, which moves the stapling needles 12 on a circular path at the speed V2, whereby the stapling needles remain perpendicular to the plane of the stapling material 5 at least in the section of their movement facing the stapling material (see Figure 1). In order to introduce the thread clips 18 into the stapling material 5, first pieces of thread 18a are laid out on the stapling material 5. Then holding elements 14 and counter-holding elements 16 are moved towards the stapling material so that the stapling material 5 with the pieces of thread 18a arranged on it is located between the holding elements 14 and the counter-holding elements 16, whereby the pieces of thread 18a are fixed on the stapling material 5. Then the stapling needles are pierced through the stapling material with a movement that is essentially perpendicular to the plane of the stapling material, whereby the counter-holding element 16 supports the stapling material. During the process of piercing the thread clips, the two stapling needles 12 of each needle pair 10 engage on either side of the middle of a piece of thread 18a and press its free ends through the material to be stapled, forming a thread clip 18, with the middle bar of the thread clips 18 remaining on the top of the material to be stapled. After piercing, the thread clips have a substantially U-shaped configuration with a middle part arranged on the material to be stapled and two
hindurchgesteckten Fadenstücken auf, die später von der Heißsiegelvorrichtung 20 versiegelt werden.thread pieces inserted through them, which are later sealed by the heat sealing device 20.
Eine solche Fadensiegel-Vorrichtung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Für eine qualitativ hochwertige Heftung ist es notwendig, daß die Bewegung der Nadelpaare exakt mit der Bewegung des Heftgutes synchronisiert ist, wenn die Nadelpaare in das Heftgut eingestochen sind, damit der Einstich nicht einreißt. Für diese Synchronisierung ist gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen, daß das Nadelgetriebe 30 von einem elektrischen Antriebsmotor 3 2 angetrieben wird, der von einer Steuervorrichtung 34 geregelt wird (siehe Fig. 2). Der Antriebsmotor 32, der bei dieser Ausführungsform ein Servo- oder Stellmotor ist, ist über einen schematisch dargestellten Treibriemen 36 mit dem Nadelgetriebe 30 spielfrei gekoppelt. Die Steuervorrichtung 34 regelt den Antriebsmotor 32 so, daß die Nadelpaare exakt in die Öffnungen der Halteelemente 14 und der Gegenhalteelemente 16 hineingeführt und während des Zusammenwirkens mit dem Heftgut exakt mit derselben Geschwindigkeit wie diese bewegt werden, so daß es zu keiner Beschädigung des Einstichs kommt. Die notwendigen Informationen über die Geschwindigkeit des Heftgutes und dessen Stellung bezieht die Steuervorrichtung von einer Erfassungsvorrichtung 40, die bei diesem Ausführungsbeispiel ein Drehmelder ist, der die Geschwindigkeit und die Stellung der Gegenhalteelemente 16 erfaßt.Such a thread sealing device is known from the prior art. For high-quality stapling, it is necessary that the movement of the needle pairs is exactly synchronized with the movement of the stapled material when the needle pairs are pierced into the stapled material so that the puncture does not tear. For this synchronization, according to the first embodiment, the needle gear 30 is driven by an electric drive motor 32, which is controlled by a control device 34 (see Fig. 2). The drive motor 32, which in this embodiment is a servo or actuating motor, is coupled to the needle gear 30 without play via a drive belt 36 shown schematically. The control device 34 controls the drive motor 32 so that the needle pairs are guided exactly into the openings of the holding elements 14 and the counter-holding elements 16 and are moved at exactly the same speed as them during interaction with the stapled material so that the puncture is not damaged. The control device obtains the necessary information about the speed of the material to be stapled and its position from a detection device 40, which in this embodiment is a resolver that detects the speed and position of the counter-holding elements 16.
In Fig. 3 ist schematisch ein Blockschaltbild dargestellt, welches die Regelung des Antriebsmotors erläutert. Die Steuervorrichtung greift auf eine unter dem Bezugszeichen 42 angedeutete Offset-Funktion zurück, welche die Beschleunigungs- und Verzögerungsfunktionen für jedes Nadelpaar enthält, die notwendig sind, um die Bewegung der Nadelpaare mit der Bewegung des Heftgutes zu synchronisieren. Die Steuervorrichtung empfängt an einem Eingang weiterhin ein von der Erfassungsvorrichtung 40 stammendes Signal, das die Geschwindigkeit und die Stellung der Gegenhalteelemente darstellt und das mit Hilfe der Offset-Funktion in einen Soll-Fig. 3 shows a schematic block diagram that explains the control of the drive motor. The control device uses an offset function indicated under the reference number 42, which contains the acceleration and deceleration functions for each needle pair that are necessary to synchronize the movement of the needle pairs with the movement of the material to be stapled. The control device also receives a signal at an input from the detection device 40, which represents the speed and position of the counter-holding elements and which is converted into a target value using the offset function.
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Wert für die Regelung des Antriebsmotors umgewandelt wird. An einem anderen Eingang empfängt die Steuervorrichtung ein Signal von einer weiteren Erfassungsvorrichtung 44, die ebenfalls ein Drehmelder ist, der die Geschwindigkeit und die Stellung des Nadelgetriebes erfaßt. Dieses Signal stellt den Ist-Wert dar. Die Steuervorrichtung regelt über einen Verstärker 38 den Antriebsmotor so, daß der Ist-Wert dem Soll-Wert entspricht. Dies geschieht durch die Überlagerung einer konstanten Grundgeschwindigkeit, die direkt aus der Vorschubgeschwindigkeit &ngr;&khgr; des Heftgutes bestimmt werden kann, und einer ungleichförmigen Zusatzgeschwindigkeit, die über die Offset-Funktion bestimmt werden kann. Durch diese Überlagerung bewegen sich die in das Heftgut eingestochenen Nadelpaare mit exakt derselben Geschwindigkeit wie das Heftgut, wodurch ein Einreißen der Einstiche verhindert ist.Value for controlling the drive motor. At another input, the control device receives a signal from another detection device 44, which is also a resolver that detects the speed and position of the needle gear. This signal represents the actual value. The control device controls the drive motor via an amplifier 38 so that the actual value corresponds to the target value. This is done by superimposing a constant basic speed, which can be determined directly from the feed speed vx of the stapled material, and an irregular additional speed, which can be determined via the offset function. Due to this superimposition, the needle pairs pierced into the stapled material move at exactly the same speed as the stapled material, which prevents the punctures from tearing.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß dem Nadelgetriebe 30 mit dem Ausgang eines Umlaufrädergetriebes 52 verbunden ist. Dieses weist zwei Eingänge auf, von denen der (nicht dargestellte) erste mit dem Hauptantrieb der Fadensiegel-Vorrichtung und der zweite mit einem Zusatzmotor 50 verbunden ist. Dies ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. Durch die Koppelung des ersten Eingangs mit dem Hauptantrieb, der beispielsweise auch die Vorschubvorrichtung antreibt, läßt sich die Grundgeschwindigkeit in einfacher Weise direkt mechanisch ableiten. Dieser Grundgeschwindigkeit kann mittels des Zusatzmotors 50, der auch bei dieser Ausführungsform ein Servo- oder Stellmotor ist, die Zusatzgeschwindigkeit überlagert werden, so daß die Bewegung der Nadelpaare exakt mit der Bewegung des Heftgutes synchronisiert ist. Die Regelung des Zusatzmotors entspricht weitgehend der Regelung des Antriebsmotors der ersten Ausführungsform. According to the second embodiment of the invention, the needle gear 30 is connected to the output of a planetary gear 52. This has two inputs, the first of which (not shown) is connected to the main drive of the thread sealing device and the second to an additional motor 50. This is shown schematically in Fig. 4. By coupling the first input to the main drive, which also drives the feed device, for example, the basic speed can be derived directly mechanically in a simple manner. The additional speed can be superimposed on this basic speed using the additional motor 50, which is also a servo or actuating motor in this embodiment, so that the movement of the needle pairs is exactly synchronized with the movement of the stapled material. The control of the additional motor largely corresponds to the control of the drive motor in the first embodiment.
Claims (5)
gekennzeichnet, daß ein Drehmelder (40) vorgesehen ist, der die Position und die Geschwindigkeit der Gegenhalteelemente (16) erfaßt und diese Daten der Steuervorrichtung (34) zur5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized
characterized in that a resolver (40) is provided which detects the position and the speed of the counter-holding elements (16) and transmits these data to the control device (34) for
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29510607U DE29510607U1 (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Device for thread sealing of tack |
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| DE29510607U DE29510607U1 (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Device for thread sealing of tack |
Publications (1)
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Family
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|---|---|---|---|
| DE29510607U Expired - Lifetime DE29510607U1 (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Device for thread sealing of tack |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29510607U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1083059A1 (en) * | 1999-09-10 | 2001-03-14 | MASCHINENBAU OPPENWEILER BINDER GmbH & CO. | Device for binding with thread continuously fed printed products |
| EP1518713A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-03-30 | Maschinenbau Oppenweiler Binder GmbH & Co. KG | Cutting apparatus for a thread-sealing machine |
-
1995
- 1995-06-29 DE DE29510607U patent/DE29510607U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1083059A1 (en) * | 1999-09-10 | 2001-03-14 | MASCHINENBAU OPPENWEILER BINDER GmbH & CO. | Device for binding with thread continuously fed printed products |
| EP1518713A1 (en) * | 2003-09-23 | 2005-03-30 | Maschinenbau Oppenweiler Binder GmbH & Co. KG | Cutting apparatus for a thread-sealing machine |
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Legal Events
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Effective date: 19980424 |
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Owner name: HEIDELBERGER DRUCKMASCHINEN AG, DE Free format text: FORMER OWNER: BREHMER BUCHBINDEREIMASCHINEN GMBH, 04347 LEIPZIG, DE Effective date: 20001019 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010927 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20030728 |
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| R071 | Expiry of right |