DE3613120C2 - Einrichtung an einer Buchbindemaschine zum Positionieren von Maschinengliedern über Stellantriebe für die Umstellung auf unterschiedliche Formate von Buchblocks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an einer Buchbin­ demaschine zum Positionieren von Maschinengliedern über Stellan­ triebe für die Umstellung auf unterschiedliche Formate von Buch­ blocks od. dgl., mit einer externen elektronischen Meßvorrichtung, in der ein Musterbuchblock eingespannt und die Dicke nach dem Ein­ spannen als wegabhängiger Ist-Wert ermittelt wird, mit einem Mikroprozessor, in dem der Weg-Ist-Wert ausgewertet und als Soll- Wert gespeichert wird, und mit einer Steuereinrichtung zum Weiter­ leiten des Soll-Wertes als Stellgröße an die Stellantriebe.

Im Zuge weiterer Rationalisierung in der Fertigung kommt der Ver­ kürzung der Einstell- und Umrüstzeit heutzutage eine besondere Bedeutung zu. Bei komplizierten Maschinen, wie Buchbindemaschinen, erfordert die Umstellung auf unterschiedliche Buchformate einen relativ hohen Zeitaufwand, insbesondere gemessen an der Produk­ tionszeit.

Neben den bereits in verschiedenen Branchen zur Anwendung gelang­ ten rein numerisch arbeitenden Verstelleinrichtungen ergibt sich bei Buchbindemaschinen die Problematik, daß zusätzlich zahlreiche Einstellpunkte ermittelt werden müssen, die von der Pressung des Buchblocks abhängig sind.

Bei einer bekannten Meßeinrichtung der in der Beschreibungseinlei­ tung genannten Gattung wird ein Musterbuchblock in einer von den zu positionierenden Maschinengliedern entfernt liegenden Meßstelle zum Bestimmen des Abstandes zwischen den Transportketten sowie der benötigten Preßkraft zum Halten des Buchblocks zwischen den Ketten eingesetzt. Der Musterbuchblock wird anschließend einer weiteren Meßstelle zugeführt, in der der Abstand der Preßplatten der Runde- und Abpreßstation und die erforderliche Preßkraft zum Halten des Buchblocks, die bekanntlich größer sein muß als die zwischen den Transportketten, festgelegt wird. Das Bestimmen der jeweiligen Preßkraft als weg-druckabhängiger Meßwert, der dann in einem Mikroprozessor als Weg-Ist-Wert ausgewertet und als Soll-Wert gespeichert wird, erfolgt dabei rein manuell durch die Bedienungs­ person ohne exakte Vorgaben.

Abgesehen davon, daß für die Durchführung der Meßwertermittlung ausschließlich erfahrene Fachkräfte benötigt werden, erfordert dies stets eine Nachjustierung. Die bekannte Meßeinrichtung hat aufgrund der beiden separaten Meßstellen einen relativ großen bau­ lichen Aufwand und ist insgesamt betrachtet durch die manuelle Betätigung, verbunden mit einer nicht zu vermeidenden Nachjustie­ rung außerordentlich zeitaufwendig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Meßeinrichtung der genannten Gattung zu schaffen, die die angeführten Nachteile nicht aufweist und die insbesondere die weg- und druckabhängigen Meß­ werte automatisch nach exakt definierten Vorgaben bestimmt.

Ausgehend von einer Einrichtung an einer Buchbindemaschine der gattungsgemäßen Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meß­ vorrichtung eine motorisch antreibbare Einspanneinrichtung auf­ weist, über die wenigstens zwei, von unterschiedlichen Preßkräften zum Halten der Buchblocks in der Buchbindemaschine abhängige Weg- Ist-Werte ermittelbar sind, indem diese in Folgesteuerung nach Überschreiten einer vorbestimmten definierten Soll-Preßkraft eines ersten Druckmittels, eines zweiten Druckmittels und ggf. weiterer Druckmittel durch Schalteinrichtungen als Druckpunkte bestimmt und über eine Weg-Meßeinrichtung als Weg-Ist-Wert ermittelt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung lassen sich alle für die weg-druckabhängige Formatumstellung benötigten Einstellwerte in kürzester Zeiteinheit und ohne Nachjustierung automatisch ermit­ teln. Das Bestimmen der Meßwerte kann von Bedienungspersonen durchgeführt werden, die keine Erfahrung und Maschinenkenntnisse besitzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen dar­ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Meßvorrichtung in einer Seitenansicht,

Fig. 2 die Meßvorrichtung in einer Draufsicht,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Steuerung für die Meßvorrich­ tung.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung dient der Positionierung von Maschinengliedern in einer Buchbindemaschine zur Umstellung auf verschiedene Buchblockdicken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gelangt die Meßvorrichtung zur Anwendung für die Einstellung des jeweils für die Klemmung erforderlichen Abstandes zwischen den Transportketten im Einfuhrbereich der Buchbindemaschine und zwi­ schen den Preßbalken in der Runde- und Abpreßstation.

Die extern von der Buchbindemaschine angeordnete Meßvorrichtung 2 weist ein Gestell 3 auf, mit einem Meßplatz zur Aufnahme eines Musterbuchblocks 1, wobei dieser mit seinem Rücken auf eine Bodenplatte 4 gesetzt und mit der Kopf- bzw. Fußseite an einer hinteren Begrenzungsplatte 5 zur Anlage gebracht wird. Für die Durchführung der Dickenmessung des Buchblocks 1 im rücken­ nahen Seitenbereich ist an einer Seitenplatte 6 des Gestells 3 ein Festlager 8 und diesem gegenüberliegend ein verfahrbarer, in einer Zwischenplatte 18 verschiebbar gelagerter Meßstempel 9 vorgesehen.

Der Meßstempel 9 wird auf der der Meßstelle abgewandten Seite von einem auf einer Gleitführung 11 des Gestells 3 verschieb­ baren Schlitten 10 getragen, in dem ein abgesetzter Teil 9a des Meßstempels 9 in einer Lagerhülse 12 des Schlittens 10 in Axialrichtung frei beweglich ist.

Dem Schlitten 10 vorgelagert ist ein Druckring 13, der eben­ falls auf der Lagerhülse 12 in axialer Richtung frei verschieb­ bar und über Druckfeder 14 in diametraler Anordnung abständig zum Schlitten 10 positioniert ist. Gegen Relativverdrehung des Druckringes 13 dient ein Bolzen 15, der in eine Durchgangsboh­ rung 16 des Schlittens 10 eingreift.

Der Druckfeder 14 kommt dabei die Aufgabe zu, den Meßstempel 9 mit einer definierten, der Haltekraft zwischen den Transportketten entsprechenden Federkraft gegen den rückennahen Bereich eines ein­ gespannten Musterblocks 1 zu pressen. Diese Preßkraft resultiert aus der Vorspannung der zwischen Schlitten 10 und Druckring 13 eingespannten Feder 14 sowie aus dem Federweg.

Auf dem abgesetzten Teil 9a des Meßstempels 9 befindet sich ein Tellerfedernpaket 17 zwischen einer Druckscheibe 27 in einer Ausdrehung 13a des Druckringes 13 und einer sich durch den abgesetzten Teil 9a ergebenden Anlagefläche 9b des Meß­ stempels 9.

Über das Tellerfedernpaket 17 wird der Meßstempel 9 mit einer zweiten definierten, der Haltekraft zwischen dem Preßbalken in der Runde- und Abpreßstation entsprechenden Federkraft gegen den rückennahen Bereich des Buchblocks 1 gedrückt.

Das Tellerfedernpaket 17 wird über eine auf einen Gewindeteil 9c des Meßstempels 9 greifende Mutter 22 unter Vorspannung gehal­ ten. Mit der Vorbewegung des Meßstempels 9 erfolgt eine Kompri­ mierung des Tellerfedernpaketes, und zwar gelangt der Meßstempel 9 mit einer Preßkraft am Buchblock zur Anlage, die größer ist als die Preßkraft, die auf den Buchblock über die Feder 14 aus­ geübt wird.

Die Vor- und Zurückbewegung des Schlittens 10 auf der Gleitfüh­ rung 11 des Gestells 3 erfolgt über eine Gewindespindel 21, die in ein Gewindeteil des Schlittens 10 eingreift. Die Gewindespin­ del 21 befindet sich frei drehbar in einem Lagerbock 23, der, ebenso wie die Gleitführung 11, auf einer Grundplatte 24 des Gestells 3 befestigt ist. Der Drehantrieb für die Spindel 21 geht von einer Antriebseinheit 36, Fig. 3, aus über eine ange­ deutete Kette 25 sowie über ein Kettenrad 26.

Zur Ermittlung der sich nach Überschreiten der beiden definierten Soll-Preßkräfte ergebenden Weg-Ist-Werte und Übertragung an einen der Meßvorrichtung zugeordneten Drehgeber 32 befindet sich an dem Meßstempel 9 eine Zahnstange 31, die zur Umwandlung der gradlinigen Meßschritte in Winkelschritte mit einem Zahnrad 33 in Eingriff steht, von dem aus die Vorbewegung des Meßstempels 9 über Zahnräder 34, 35 auf den Drehgeber 32 übertragen wird. In Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Drehgebers, werden elektrische Signale erzeugt und an einen Mikroprozessor 20, Fig. 3, weitergeleitet.

Wie man dem Blockschaltbild gemäß Fig. 3 entnehmen kann, gelangen die Weg-Ist-Werte als elektrische Signale vom Drehgeber 32 an den Mikroprozessor 20, in dem die eingegebenen Daten ausgewertet und als Sollwertgrößen abgespeichert werden. Zusätzlich werden die Werte auf einem Monitor 48 angezeigt.

Zum Positionieren beim Formatumstellen der Transportkette 42 sowie der Preßplatten 43 werden die gespeicherten Sollwertgrößen abgerufen und über eine mikroelektronische Steuerung 19 den Ma­ schinengliedern zugeordneten Drehgebern 46, 47 zugeführt, in denen die elektrischen Signale als Stellgrößen umgewandelt und mit den Ausgangswerten über entsprechende Stellantriebe 44, 45 die Maschinenglieder verstellt werden.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Meßvor­ richtung beschrieben werden:.

Für das Einstellen der Transportketten 42 und Preßbalken 43, in denen die Buchblocks jeweils mit unterschiedlichen Preßkräften eingespannt sein müssen, wird ein Musterbuchblock 1 auf dem Meß­ platz der Meßvorrichtung 2 in Anlage gebracht. Durch Betätigen einer Einschalttaste der Steuereinrichtung 19 fährt der Meßstem­ pel 9 aus einer Bezugs-Null-Stellung gegen den rückennahen Sei­ tenbereich des Buchblocks 1. Nach Überschreiten einer durch die Druckfeder 14 vorbestimmten definierten Preßkraft (P1) wird eine erste vom Meßstempel 9 von der Null-Stellung aus erreichte Posi­ tion über einen Näherungsinitiator 38, der auf einer Brücke 40 des Meßstempels 9 installiert und mit dem Schlitten 10 in Wirkverbindung gelangt, bestimmt und über den Drehgeber 32 als weg-druckabhängiger Meßwert für die Haltekraft zwischen den Trans­ portketten 42 zur Soll-Wert-Bestimmung in den Mikroprozessor 20 eingegeben.

Bei seinem weiteren Vorrücken überwindet der Meßstempel 9 eine durch das Tellerfedernpaket 17 vorbestimmte höhere Preßkraft (P2) und über einen Näherungsinitiator 39, der ebenfalls auf der Brücke 40 des Meßstempels 9 angeordnet ist und mit dem Druck­ ring 13 in Wirkverbindung steht, wird eine zweite vom Meßstempel 9 erreichte Position bestimmt und über den Drehgeber 32 als weg-druckabhängiger Meßwert für die Haltekraft zwischen dem Preß­ balken 43 zur Sollwert-Bildung dem Mikroprozessor 20 zuge­ führt.

Die von einem Musterblock 1 ermittelten druckabhängigen Weg-Ist- Werte stehen somit als gespeicherte Sollwerte für eine nachfol­ gende automatische Verstellung der Transportketten und Preßbalken abrufbereit zur Verfügung.

Nach Erreichen der zweiten Meßposition wird der Vorschub des Meß­ stempels 9 selbsttätig abgeschaltet und der Stempel fährt in seine Ausgangsposition zurück.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte und be­ schriebene Ausführungsbeispiel, sie läßt sich z. B. um eine belie­ bige Zahl von weg-druckabhängigen Messungen erhöhen.

Claims (4)

1. Einrichtung an einer Buchbindemaschine zum Positionieren von Maschinengliedern über Stellantriebe für die Umstellung auf unterschiedliche Formate von Buchblocks od. dgl., mit einer externen elektronischen Meßvorrichtung, in der ein Musterbuch­ block eingespannt und die Dicke nach dem Einspannen als wegab­ hängiger Ist-Wert ermittelt wird, mit einem Mikroprozessor, in dem der Weg-Ist-Wert ausgewertet und als Soll-Wert gespeichert wird, und mit einer Steuereinrichtung zum Weiterleiten des Soll-Wertes als Stellgröße an die Stellantriebe, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßvorrichtung eine motorisch antreib­ bare Einspanneinrichtung (8, 9) aufweist, über die wenigstens zwei, von unterschiedlichen Preßkräften zum Halten der Buch­ blocks in der Buchbindemaschine abhängige Weg-Ist-Werte ermit­ telbar sind, indem diese in Folgesteuerung nach Überschreiten einer vorbestimmten definierten Soll-Preßkraft eines ersten Druckmittels (14), eines zweiten Druckmittels (17) und ggf. weiterer Druckmittel durch Schalteinrichtungen (10, 38; 13, 39) als Druckpunkte (P1, P2 ... Pn) bestimmt und über eine Weg-Meßeinrichtung (31-35) als Weg-Ist-Wert ermittelt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspanneinrichtung aus einem Festlager (8) und aus einem Meß­ stempel (9) besteht, der in einem verfahrbaren Schlitten (10) axial verschiebbar gelagert ist und sich an diesem über ein erstes (14) und zweites Federelement (17) abstützt, und daß der Meßstempel (9) entgegen der Wirkung des ersten Federele­ mentes (14) und nachfolgend entgegen der Wirkung des zweiten Federelementes (17) mit einer gegenüber der ersten erhöhten Preßkraft gegen den Buchblock (1) drückt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen des Druckpunktes (P1) nach Überwindung der Kraft des ersten Federelementes (14) der Schlitten (10) mit einem Schaltelement (38) am Meßstempel (9) in Wirkverbindung steht und zum Bestimmen des Druckpunktes (P2) nach Überwindung der Kraft des zweiten Federelementes (17) ein Druckelement (13) zwischen dem ersten (14) und zweiten Federelement (17) vorge­ sehen ist, das mit einem Schaltelement (39) am Meßstempel (9) in Wirkverbindung steht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet durch eine am Meßstempel (9) angeordnete Zahnstange (31), von der aus die gradlinig verlaufenden Meßschritte des Meßstempels (9) zur Umwandlung in Winkelschritte über eine Getriebeanordnung (33, 34, 35) an einen Geber (32) übertragbar sind.