DE3810141A1 - Vorrichtung zur herstellung von sicherheitsknoten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bildung von Sicher­ heitsknoten zwecks Fadenklammerschluß zur Bindung von Einzellagen in sich für Einlagenbroschüren, Mehrlagenbroschüren und Bücher.

Es ist bekannt, Sicherheitsknoten zum Schließen von Einzel- oder Doppelklammern in Knotenfadenheftmaschinen einzusetzen. Diese be­ sitzen drei vertikal bewegliche Hakennadeln zum Durchstechen des Papieres mit dem Faden und zur Bildung von Fadenschlaufen und ein horizontal bewegliches Fadenförderglied, das meist als Greifer ausgebildet ist. Die Bildung der vorrangig hergestellten Doppel­ klammern geschieht dabei meist in folgenden Schritten: Der ober­ halb des Papieres befindliche Faden wird mittels der unterhalb des Tischbleches angeordneten Hakennadeln in Form von Schlaufen durch das Papier, welches sich oberhalb des Tischbleches befindet, hindurch nach unten gezogen. Nun beginnt an der ersten Schlaufe die Ausbildung eines Sicherheitsknotens. Durch den vorgebildeten Knoten und die mittlere Schlaufe hindurch wird nun die letzte Schlaufe erfaßt und zum Knoten ausgezogen. Damit erfolgt die Straffung des Knotens.

Bei der Herstellung von Einzelklammern befindet sich die letzte Nadel im Stillstand. Nach Ausbildung der beiden Schlaufen, Vor­ bildung des Knotens an der ersten Schlaufe und Hindurchführen des Fadens der zweiten Schlaufe mittels Greifer erfolgt auch hier die Knotenstraffung.

Bei allen genannten Lösungen erfolgt die Bereitstellung des Fadens oberhalb des Papieres durch einen horizontal beweglichen Fadenleger, da sich während des Heftens und Knotens das Papier im Stillstand befindet. Alle Mechanismen sind also ortsfest ange­ ordnet.

Zur Herstellung der Sicherheitsknoten ist eine relativ hohe An­ zahl von Bewegungen erforderlich, sowie eine Ungleichförmigkeit der Bewegungen.

Nach dem realisierten DR-Patent 1 21 844 erfolgt die Bildung des Sicherheitsknotens dadurch, daß mittels zweier gegeneinander schwingender Greifer ein von einer Nadel nach unten geführtes Schlingenende von dem einen Greifer über einen Stützzapfen gelegt und nach oben gebracht wird und von dem anderen Greifer das zwischen Papierdurchstich und Stützzapfen befindliche Fadenstück zwischen den Schenkeln der Fadenschlaufe hindurchgepreßt wird.

Es entsteht ein doppeltes Fadendreieck zwischen den Greifern und den Fadenstützzapfen. Durch dieses Fadendreieck hindurch reali­ siert ein Greifer den Klammerschluß mittels Schußfaden. Durch axiale Verschiebung des Fadenstützzapfens und Rückdrehung der Greifer erfolgt Straffung und Freigabe des Knotens.

Nach dem realisierten DR-Patent 1 57 839 erfolgt die Bildung des Sicherheitsknotens gleichfalls mittels zweier schwingender Grei­ fer und eines axial verschiebbaren Fadenstützzapfens, hier Faden­ dorn genannt. Bei ähnlichem Klammerschluß und ähnlicher Faden­ freigabe ist der technische Aufwand ähnlich hoch.

Nach DR-Patent 3 35 621 erfolgt die Bildung des Sicherheitsknotens durch die Nutzung von Knotenbildner, Schleifenfänger, Zange und Hakennadel. Mit vier vorrangig translativ bewegten Fadenförder­ gliedern ist bei dieser nicht genutzten Variante offenbar der Aufwand am höchsten.

Nach DR-Patent 1 65 031 erfolgt die Knotenbildung durch Nutzung von drei den Faden haltenden, gleichzeitig axial bewegten Stiften und zwei den Faden verdrehenden axial und radial bewegten Stiften. Nachteilig bei dieser Variante ist besonders die Notwendigkeit des Durchziehens des gebildeten Knotens durch das Papier, was zur starken Vergrößerung des Nadeleinstichloches im Papier führt. Dies begünstigt nicht kontrollierbare Klebstoffeinläufe bei Mehr­ lagenerzeugnissen und Einrisse bei Einlagenerzeugnissen.

Nach DR-Patent 1 08 121 erfolgt die Bildung des Sicherheitsknotens dadurch, daß die ausgezogene erste Schlinge durch Drehung einer axial verschiebbaren Gabel um ihre Achse auf die Gael aufge­ wickelt wird, wobei das vordere Schlingenende sich an keil­ förmigen Flächen der Gabel teilt und schließlich über das hintere Ende der Schlinge hinweggezogen wird. Nachteilig ist hier die sehr komplizierte Gabel und der hohe Fadenverbrauch zur Knoten­ vorbildung.

Zweck der Erfindung ist es, die Aufbringung des Fadens auf das kontinuierlich bewegte Verarbeitungsgut, den Nadeleinstich und die Vorbildung des Knotens insgesamt mit weniger mechanisch be­ wegten und unkomplizierten Fadenfördergliedern zu ermöglichen, um die Leistungsfähigkeit der Knotenfadenheftung zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit dem Verarbei­ tungsgut bewegbaren Knoter zu schaffen, der eine einfache Faden­ bereitstellung mittels ortsfester oder mitbewegter Nadelführung auf dem Verarbeitungsgut oder dem Trägerelement gestattet und einen hohen Anteil rotativer Bewegung ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einem sich perio­ disch drehenden oder schwingenden Maschinenelement, nachfolgend als Knotkopf bezeichnet, vorzugsweise sich gegenüberliegend, ein hornförmiges Element, genannt Wickelhorn, zur Erfassung von Fadenschlaufen, und ein hakenförmiges Element, genannt Wickel­ haken, zur Abstützung des Fadenstranges, befestigt sind. Dieser Einrichtung ist ein einarmiger Winkelhebel derart zugeordnet, daß an seinem frei schwingenden Hebelarm befindliche hakenartige oder gabelartige Erfassungselemente mit zwischen Wickelhorn und Wickelhaken aufgespannten Fadenschlaufenelementes bei Schwingen in Eingriff stehen. Im Schwingungsbereich des Winkelhebels befin­ det sich ein bekannte greiferartiges Fadenführungselement, vorzugsweise parallel zur Achse des Knotkopfes angeordnet, zur Übernahme der Fadenschlaufenelemente vom Winkelhebel. Zur Faden­ bereitstellung für das Wickelhorn kann eine das Verarbeitungsgut von oben durchstechende Nähnadel bzw. Öhrnadel angeordnet sein. Die Fadenbereitstellung für das Wickelhorn kann auch mittels Nut erfolgen, die sich am Verarbeitungsgutträger auf der dem Ver­ arbeitungsgut zugewandten Seite befindet und unterhalb bzw. seit­ lich der Nut beidseitig angeordnete Fadenführungsstifte, so daß der Faden, durch dieselben begrenzt, vom Wickelhorn erfaßt werden kann. Bei letzterer Fadenbereitstellungsart wird der Faden unter­ halb des Verarbeitungsgutes geführt. Zur Beförderung des Fadens nach oberhalb des Verarbeitungsgutes ist eine Nadel vorgesehen, die vorzugsweise eine Krümmung mit konstantem Radius besitzt. Dieser bogenförmigen Nadel ist eine weitere Nadel zugeordnet zur Erfassung des bereitgestellten Fadenabschnittes und weiterer Be­ förderung durch den vorgebildeten Knoten hindurch wieder unter­ halb des Verarbeitungsgutes. Die kompletten Knot- und Nadel­ einstichvorrichtungen können hintereinanderliegend auf einem kon­ tinuierlich mit Verarbeitungsgut umlaufenden Zylinder angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Nach Fadenzuführung durch die genannten Elemente erfolgt die Übergabe des Fadens an den Knotkopf, auf welchem der Faden zwischen Wickekhorn und Wickelhaken durch Drehung des Knotkopfes aufgewickelt wird. Durch den einarmigen Winkelhebel erfolgt die Übernahme des jeweiigen Fadenschlaufenelementes vom Wickelhorn des Knotkopfes zur Ausbildung eines geschlossenen Fadendreiecks. Dabei wird das Fadenstück zwischen Wickelhorn und Wickelhaken über das Fadenstück zwischen Nadeleinstich und Wickelhaken ge­ stülpt. Als Umkehrung dieses Ablaufschrittes kann auch mittels des Winkelhebels ein Eindrücken des zwischen Nadeleinstich und Wickelhaken befindlichen Fadenstückes zwischen jenes erfolgen, das zwischen Wickelhorn und Wickelhaken gespreizt ist.

Durch das in beiden Fällen entstandene Fadendreieck hindurch wird nun in bekannter Weise ein greiferartiges Fadenführungselement geführt, das die Straffung des Knotens und die Freigabe der noch führenden Elemente bewirkt.

Der Wickelhaken ist bei Ausbildung in Form eines Zylinders zwecks Freigabe des Knotens vor dessen Straffung parallel der Knotkopfachse verschiebbar, oder er muß eine vorzugsweise kege­ lige Form erhalten, daß bei bestimmtem Fadenzug und bestimmten Drehwinkel die Freigabe erfolgt. Das Wickelhorn kann dabei ähn­ lich dem bekannten Fangarm des Rundschiffchens der Nähmaschine gestaltet sein.

Die vorgeschlagene Lösung kann auf zusätzliche Fadenführungsele­ mente verzichten. Es erfolgt eine direkte Fadenübernahme durch den Knotkopf. Eine erhebliche Vereinfachung des Heftvorganges wird so erzielt.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher er­ läutert werden. Es zeigen

Fig. 1 bis 5 schematische Funktionsdarstellung der Knoten­ bildung,

Fig. 6 und 7 Nutzungsvariante 1 - Fadenführung oberhalb des Verarbeitungsgutes,

Fig. 8 und 9 Nutzungsvariante 2 - Fadenführung unterhalb des Verarbeitungsgutes,

Fig. 10 Knotkopfvorrichtung mit Winkelhebel und Fa­ denzuführung.

Fig. 1 zeigt den Knotkopf 4 mit den darauf sich gegenüberliegend angeordneten Bauelementen Wickelhorn 5 und Wickelhaken 6. Ober­ halb des Verarbeitungsgutes 2 ist die Nadel 3 dargestellt mit einem durch das Verarbeitungsgut 2 durchgeführten Fadenschlaufen­ element 1. In dieser Fadenschlaufenelement 1 greift die konische Spitze des Wickelhorns 5 ein und somit erfolgt die Übergabe des Fadens nach Durchstechen des Verarbeitungsgutes 2 mittels Näh­ nadel 3 an den Knotkopf 4. Das in die Fadenschlaufe eingreifende Wickelhorn 5 zieht den Faden bei Drehung nach.

Fig. 2 und 3 zeigen das weitere Aufwickeln des Fadens mittels Wickelhorn 5 und Wickelhaken 6. Durch die dabei erforderlichen Zugkräfte des Fadens gleitet die Fadenschlaufe auf Wickelhorn 5 zu dessen Spitze zurück, was die Erfassung durch den Winkelhebel 7 erleichtert. Letzterer ist in seiner Position linksseitig zum Knotkopf 4 und seinem Schwingungsbereich in Fig. 4 dargestellt. Das jeweilige Fadenschlaufenelement des Knotkopfes liegt im Schwingungsbereich von an der Spitze des Winkelhebels 7 befind­ lichen zwei gegenüberliegenden Hakenspitzen und wird zwischen diesen aufgenommen. Die Spitze des Winkelhebels 7 kann auch gabelförmig ausgebildet sein. In Fig. 4 ist das Überstülpen der aufgewickelten Fadenschlaufe über das gestreckte Fadenstück zwischen Papierdurchstich und Wickelhaken 6 sichtbar. In Höhe des vom Wickelhorn 5 abgegebenen Fadenschlaufenelementes befindet sich ein bekannter Greifer 8, der in bekannter Weise die Knoten­ vorbildung vornimmt.

In Fig. 5 befindet sich der vorgebildete Knoten auf dem Greifer 8 nach Übernahme des Fadenschlaufenelementes durch den Greifer 8 vom Winkelhebel 7.

Fig. 6 zeigt die Mehrfachanordnung der Knotköpfe 4 hintereinan­ derliegend (Knotachse parallel Fadenstrang) auf einem kontinuier­ lich mit Verarbeitungsgut umlaufenden Zylinder bei Fadenzuführung mittels Nähnadel 3 und Direktübergabe an den Knotkopf 4.

In Fig. 7 ist u. a. Fadenklemmelement 10 auf dem Verarbeitungsgut­ träger dargestellt. Es hat die Funktion, den Faden ortsfest zu halten. Nach Vorbildung des Knotens übernimmt der Greifer 8 die durch Hakennadel 9 bereitgestellte Schlaufe und strafft zusammen mit Fadenklemmelement 10 den Knoten.

Zusammenfassend kann zu der in Fig. 6 und 7 dargestellten Nut­ zungsvariante 1 gesagt werden, daß hier ein oberhalb des Verar­ beitungsgutes 2 zugeführter Faden 1 mit Hilfe der Nähnadel 3 und des Wickelhorns 5, sowie ein oder mehrerer Hakennadeln 9 nach unten gefördert wird und das Fadenführungselement 8 beginnend mit der vorderen Schlaufe die Ein- oder Mehrfachklammer schließt. Fig. 8 zeigt die Mehrfachanordnung der Knotköpfe 4 hintereinan­ derliegend (Knoterachse senkrecht oder im bestimmten Winkel zum (Verarbeitungsgut) auf einem kontinuierlich mit Verarbeitungsgut 2 umlaufenden Zylinder. Der Faden wird unterhalb des Verarbeitungs­ gutes 2 geführt in einer Nut des Verarbeitungsgutträgers. Unter­ halb der Nut sind beidseitig je ein Fadenführungsstift 12 ange­ bracht (zu je einer Knotungsstelle gehörig), so daß der Faden durch dieselben begrenzt, vom Wickelhorn 5 erfaßt werden kann. In Fig. 9 wird der unterhalb des Verarbeitungsgutes 2 verlaufende Faden durch die am Verarbeitungsgutträger befindliche Nadel 11 durch das Verarbeitungsgut 2 hindurch nach oben gefördert. Die Nadel verläuft im dargestellten Arbeitsschritt oberhalb des Ver­ arbeitungsgutträgers in einer bogenförmigen Krümmung aus. Die Sehne des durch die gekrümmte Nadel 11 aufgespannten Faden­ stranges liegt im Erfassungsbereich der am Verarbeitungsgutträger befindlichen Hakennadel 9. Die Hakennadel 9 erfaßt durch den vorgebildeten Knoten hindurch den mittels gekrümmter Nadel 11 bereitgestellten Fadenabschnitt und strafft mit Fadenklemmelement 10 den Knoten.

Zusammenfassend wird zu Fig. 8 und 9 als Nutzungsvariante 2 aus­ gesagt, daß zur Bildung von Einfachklammern der Faden sich im Ausgangszustand in einer Nut unterhalb des Verarbeitungsgutes 2 befindet und mittels gekrümmter Nadel 11 nach oberhalb und einer weiteren geraden Hakennadel 9 nach unterhalb gefördert wird. Fig. 10 verdeutlicht das Wesen der Erfindung (Knotenvorgang) in technischer Darstellung.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Sicherheitsknoten an Ein- oder Mehrfachklammern zur Bindung von Einzellagen in sich für Ein­ lagenbroschüren, Mehrlagenbroschüren und Bücher, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf einem sich periodisch drehenden oder schwingenden Maschinenelement (4) vorzugsweise sich gegenüber­ liegend ein hornförmiges Element (5) und ein hakenförmiges Element (6) befestigt sind und dieser Einrichtung ein ein­ armiger Winkelhebel (7) derart zugeordnet ist, daß an einem frei schwingenden Hebelarm befindliche hakenartige oder gabel­ artige Erfassungselemente mit zwischen hornförmigem Element (5) und hakenförmigem Element (6) aufgespannten Fadenschlau­ fenelementen beim Schwingungsvorgang in Eingriff stehen und sich im Schwingungsbereich des Winkelhebels (7) ein bekanntes stabartiges Fadenführungselement (8) zwecks Übernahme der Fadenschlaufenelemente im Winkelhebel (7) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fadenbereitstellung und Übergabe an das Maschinenelement (4) eine das Verarbeitungsgut (2) von oben durchstechende Öhrnadel angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fadenbereitstellung im Verarbeitungsgutträger auf der dem Ver­ arbeitungsgut (2) zugewandten Seite eine Nut vorgesehen ist, wobei unterhalb bzw. seitlich der Nut beidseitig Fadenfüh­ rungsstifte (12) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Verarbeitungsgutträger eine gekrümmte Nadel (11) zur Beförde­ rung der Fadenelemente nach oberhalb des Verarbeitungsgutes (2) und zur Übernahme dieser Fadenelemente und Zurückbeförde­ rung unter das Verarbeitungsgut (2) eine bekannte Hakennadel (9) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kompletten Knot- und Nadeleinstichvorrichtungen hinterein­ anderliegend auf einem kontinuierlich mit Verarbeitungsgut (2) umlaufenden Zylinder angeordnet sind.