DE4332069A1 - Anordnung zum Auftragen von Leim auf Buchblockrücken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Auftragen von Leim auf Buchblockrücken mittels einer von einem Motor angetriebenen Auftragswalze.

Beim Auftragen von Leim auf Buchblockrücken muß sorgfältig darauf geachtet werden, daß eine gleichbleibende Qualität der Verleimung erzielt wird. Da der Leim gewöhnlich mit erhöhter Temperatur verarbeitet wird, tritt normalerweise durch Verdunstung eine Verdickung des Leims ein, die sich ungünstig auf die erzielte Qualität der Verklebung auswirken kann. Wenn der Leim beispielsweise auf Buchblockrücken aufgebracht werden soll, die eine Gazeschicht aufweisen, dann muß der Leim dünnflüssiger sein, damit eine sichere Verbindung mit dem Buchblockrücken erzielt wird. Wenn der Leim in diesem Fall durch Verdunstung zäher wird, kann er nicht mehr in die Gazeschicht eindringen, so daß keine gute Verklebung mehr erzielt wird.

Mit Hilfe der Erfindung soll eine Anordnung der eingangs angegebenen Art geschaffen werden, mit deren Hilfe es möglich ist, bei verschiedenartigen Buch­ blockrücken stets eine gleichbleibend gute Verklebung zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs angegebenen Art gelöst durch einen Regelkreis zum Konstanthalten der Viskosität des Leims, dem als Meßgröße für den Istwert der Viskosität der den Antriebsmotor der Auftragswalze durchfließende Strom und als Sollwert der Viskosität ein von einer Steuereinheit abgegebenes manuell oder programmgesteuert einstellbares Steuersignal zugeführt wird, wobei in dem Regelkreis ein Absperrorgan vorgesehen ist, durch das dem Leim abhängig von einer Abweichung des Sollwerts vom Istwert ein Verdünnungsmittel zuführbar ist.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung hat die Viskosität des verwendeten Leims stets einen gewünschten Wert, der abhängig vom verwendeten Leim und von der Art der Buchblockrücken eingestellt werden kann. Der im praktischen Einsatz stets zäher werdende Leim kann durch Hinzufügen des Verdünnungsmittels wieder auf den gewünschten Sollwert gebracht werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze mittels eines Auftragsmengen- Steuersignals aus der Steuereinheit abhängig von der Transportgeschwindigkeit der Buchblöcke steuerbar ist, daß zur Erzielung unterschiedlicher Auftragsmengen das Auftragsmengen-Steuersignal durch die Steuereinheit entsprechend einer manuell oder programmgesteuert festlegbaren gewünschten Auftragsmenge veränderlich ist und daß das den Sollwert der Viskosität bildende Steuersignal von der Steuereinheit dem Auftragsmengen-Steuersignal nachgeführt wird.

Mit dieser Weiterbildung ist es möglich, unterschiedliche Leimauftragsmengen auf dem Buchblockrücken zu erreichen. Diese unterschiedlichen Auftragsmengen können durch Beeinflussung der Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze eingestellt werden. Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung ist dabei darin zu sehen, daß bei der Einstellung einer unterschiedlichen Auftragsmenge auch die Transportgeschwindigkeit berücksichtigt wird, mit der sich die Buchblöcke an der Auftragswalze vorbeibewegen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung und

Fig. 2a bis 2e Diagramme des Verlaufs der Steuersignale, die die gewünschte Leimauftragsmenge ergeben, sowie die Auswirkung dieser Signale auf die Leimauftragsmenge auf dem Rücken eines Buchblocks.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist einer schematisch als horizontale Linie dargestellten Transportvorrichtung 10 zugeordnet, mit deren Hilfe Buchblöcke 12 zu einem Leimwerk 14 transportiert werden. Das Leimwerk 14 enthält einen Leimbehälter 16, aus dem heraus der Leim mittels einer Schöpfwalze 18 auf eine Auftragswalze 20 übertragen wird. Die Auftragswalze 20 wälzt sich auf dem Rücken eines unter ihr hindurchtransportierten Buchblocks 12 ab; bei diesem Vorgang wird der Leim auf den Buchblockrücken aufgetragen.

Die Schöpfwalze 18 wird von einem Motor 22 angetrieben, dessen Drehzahl über den ihm zugeführten Strom von einer Steuereinheit 24 gesteuert wird, wie noch erläutert wird. Der Antrieb der Auftragswalze 20 erfolgt ebenfalls durch den Motor 22 dadurch, daß die direkt vom Motor 22 angetriebene Schöpfwalze 18 mit der Auftragswalze 20 in Eingriff steht und diese dreht. Der Steuereinheit 24 ist eine Eingabeeinheit 26 zugeordnet, mit deren Hilfe für den Betrieb der Anordnung erforderliche Vorgabewerte in die Steuereinheit 24 eingegeben werden können.

Mit dem Antrieb der Transportvorrichtung 10 ist ein Tachogenerator 28 gekoppelt, der ein von der Transportgeschwindigkeit der Buchblöcke 12 abhängiges elektrisches Signal erzeugen und der Steuereinheit 24 zuführen kann. Die Antriebsverbindung des Tachogenerators 28 ist in Fig. 1 dabei nur schematisch dargestellt.

Das der Transportgeschwindigkeit der Buchblöcke 12 proportionale Signal aus dem Tachogenerator 28 wird auch einem Summierglied 30 zugeführt, in dem dieses Signal einem von der Steuereinheit am Ausgang 32 abgegebenen Signal überlagert wird. Bei diesem Signal aus der Steuereinheit 24 handelt es sich um ein Signal, mit dessen Hilfe eine bestimmte Auftragsmenge des Leims auf dem Buch­ blockrücken erreicht werden soll, wie noch erläutert wird. Mit dem Ausgang des Summierglieds 30 ist ein Stellglied 34 verbunden, das den dem Motor 22 zugeführten Strom entsprechend dem Ausgangssignal des Summierglieds 30 einstellt. Der den Motor M durchfließende Strom wird in einem Amperemesser 36 gemessen und einem Komparator 38 zugeführt, der auch ein vom Ausgang 40 der Steuereinheit 24 abgegebenes Signal empfängt. Mit dem Ausgang des Komparators 38 ist ein weiteres Stellglied 42 verbunden, dessen Ausgangssignal ein Ventil 44 steuert, das in einer Verbindungsleitung 46 zwischen einem Wasserbehälter 48 und dem Leimbehälter 16 eingebaut ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung arbeitet wie folgt:

Die dargestellte Anordnung enthält einen Regelkreis, mit dessen Hilfe die Viskosität des Leims im Leimbehälter 16 in gewünschter Weise eingestellt und auf einem eingestellten Wert gehalten werden kann. Eine Meßgröße, die eine Aussage über die Viskosität des Leims im Leimbehälter 16 zuläßt, ist der Strom, der den die Schöpfwalze 18 antreibenden Motor 22 durchfließt. Wie erwähnt, wird dieser Strom in dem Amperemeter 36 gemessen. Wenn der Leim infolge Verdunstung zäher wird, steigt der den Motor 22 durchfließende Strom, so daß sich aus dem Wert dieses Stroms tatsächlich eine Aussage über die jeweils vorliegende Viskosität des Leims ableiten läßt. Dieser Stromwert wird als Istwert für die Viskosität an den Komparator 38 angelegt, der vom Ausgang 40 der Steuereinheit 24 ein Signal empfängt, das einen gewünschten Sollwert der Viskosität entspricht. Dieser Sollwert kann über die Eingabeeinheit 26 manuell in die Steuereinheit 24 eingegeben werden; er kann aber auch programmgesteuert abhängig von den Gesamtbetriebsbedingungen der Maschine festgelegt werden, von der die hier beschriebene Anordnung ein Teil ist.

Der Komparator 38 vergleicht die ihm zugeführten Signale, und er legt je nach der festgestellten Abweichung ein Regelsignal an das Stellglied 42 an, das das Ventil 44 in der Leitung 46 betätigt. Wenn also beispielsweise die Viskosität des Leims zugenommen hat, steigt der den Motor 22 durchfließende Strom an, so daß am Komparator 38 eine Abweichung zwischen dem eingegebenen Sollwert und dem Istwert eintritt. Diese Abweichung führt über das Stellglied 42 dazu, daß das Ventil 44 geöffnet wird, so daß das im Behälter 48 enthaltene Wasser in den Leimbehälter 16 strömen kann. Diese Wasserzufuhr wird so lange aufrechterhalten, bis sich der Motorstrom wieder auf einen dem Sollwert entsprechenden Wert erniedrigt hat. Durch diesen Regelkreis ist sichergestellt, daß der Leim im Leimbehälter 16 stets die Viskosität hat, die dem von der Steuereinheit 24 an den Komparator 38 angelegten Sollwert entspricht. Über die Eingabeeinheit 26 können je nach der Art der Buchblockrücken, auf die der Leim aufgetragen werden soll, unterschiedliche Sollwerte eingegeben werden.

Die Anwendung eines kontinuierlich arbeitenden Regelkreises zur Erzielung der gewünschten Leimviskosität ist aber nicht unter allen Umständen erforderlich. In einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen werden, die Regelung nur während eines kurzen Zeitabschnitts innerhalb eines Maschinenzyklus zu aktivieren. Unter "Maschinenzyklus" wird dabei die Zeitperiode verstanden, in der sich beispielsweise die Vorderkanten von zwei in der Transportvorrichtung 10 aufeinanderfolgenden Buchblöcken 12 an einer Referenzposition vorbeibewegen.

Zur Aktivierung des Regelkreises gibt in diesem Fall die Steuereinheit 24 über einen Ausgang 48 ein Signal ab, das den Komparator 38 kurzzeitig aktiviert, so daß dieser den Vergleich zwischen den ihm zugeführten Soll- und Istwerten durchführt. Abhängig vom Vergleichsergebnis wird dann das Ventil 44 mittels des Stellglieds 42 geöffnet, um genau diejenige Wassermenge in den Leimbehälter fließen zu lassen, die zur Erzielung der gewünschten Viskosität notwendig ist.

Eine weitere Vereinfachung des Regelkreises kann erreicht werden, wenn die dem Leimbehälter zugeführte Wassermenge nicht variabel ist, sondern stets eine gleiche Wassermenge zugeführt wird, solange eine Abweichung des Istwerts vom Sollwert vorliegt.

Auch in diesem Fall wird im Verlauf mehrerer aufeinanderfolgender Maschinenzyklen eine Annäherung der Viskosität an dem gewünschten Sollwert erreicht. Sobald der Sollwert erreicht ist, wird das Ventil nicht mehr geöffnet, bis wieder eine Zunahme der Viskosität durch einen Anstieg des den Motor 22 durchfließenden Stroms angezeigt wird.

Das Ventil 44 kann in diesem Fall durch ein einfaches Absperrorgan ersetzt werden, das bei Empfang eines Schaltsignals aus dem Stellglied 42 den Durchfluß des Wassers aus dem Behälter 48 in den Leimbehälter 16 für die Dauer des Schaltsignals öffnet. Das Schaltsignal wird dabei natürlich nur dann erzeugt, wenn die Steuereinheit 24 den Komparator 38 aktiviert hat und dieser eine Abweichung des Istwerts vom Sollwert feststellt.

Die Anordnung von Fig. 1 ermöglicht es aber auch, die Auftragsmenge des Leims zu steuern. Die Auftragsmenge wird dabei dadurch verändert, daß die Drehzahl des die Schöpfwalze 18 antreibenden Motors 22 durch Verändern des Motorstroms beeinflußt wird. Die erste Einwirkungsmöglichkeit auf den den Motor 22 durchfließenden Strom ergibt sich mit Hilfe eines Signals, das vom Tachogenerator 28 erzeugt wird und das der Transportgeschwindigkeit proportional ist, mit der die Buchblöcke 12 an der Auftragswalze 20 vorbeibewegt werden. Das dieser Transportgeschwindigkeit proportionale Ausgangssignal des Tachogenerators 28 gelangt über das Summierglied 30 an das Stellglied 34 und stellt den Motorstrom auf einen bestimmten Wert ein. Bei diesem Wert handelt es sich um einen Grundwert, der von der normalen Transportgeschwindigkeit der Buchblöcke 12, den Betriebsparametern des Motors 22 sowie von ähnlichen Parametern abhängt, die die Auftragsmenge des Leims auf den Buchblockrücken beeinflussen.

Wenn die Anordnung mit normaler Transportgeschwindigkeit arbeitet, ergibt sich entsprechend dem vom Tachogenerator 28 abgegebenen Signal eine bestimmte Einstellung des Stromwerts, der durch den Motor 22 fließt, so daß daraus eine bestimmte Auftragsmenge des Leims resultiert. Wenn die Geschwindigkeit der Buchblöcke zunimmt, wird demgemäß auch der den Motor 22 durchfließende Strom so verändert, daß keine Änderung der Leimauftragsmenge eintritt. Mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist es möglich, die Leimauftragsmenge durch ein zusätzliches Signal zu beeinflussen, das von der Steuereinheit 24 am Ausgang 32 abgegeben und dem Summierglied 30 zugeführt wird. Wenn beispielsweise eine größere Auftragsmenge erwünscht wird, dann gibt die Steuereinheit 32 ein entsprechendes Signal ab, das zu dem vom Tachogenerator 28 abgegebenen Signal addiert wird und somit zu einem erhöhten Strom durch den Motor 22 führt. Dieser erhöhte Strom ergibt eine erhöhte Drehzahl der Schöpfwalze 18 und demgemäß eine größere Auftragsmenge des Leims auf den Buchblockrücken. Mit Hilfe der Eingabeeinheit 26 kann in die Steuereinheit eingegeben werden, wie die Auftragsmenge verändert werden soll, so daß die Steuereinheit 24 dann demgemäß das entsprechende Signal am Ausgang 32 abgibt und dem Summierglied 30 zuführt.

In Fig. 2 ist anhand von Diagrammen dargestellt, wie im Summierglied 30 das Ausgangssignal des Tachogenerators 28 und das vom Ausgang 32 der Steuereinheit 24 abgegebene Signal überlagert werden und welche Auswirkung dies auf die Auftragsmenge auf dem Rücken des Buchblocks hat. In den einzelnen Diagrammen der Fig. 2a bis 2e ist mit v₁(t) jeweils das vom Tachogenerator 28 abgegebene Signal angegeben, von dem angenommen werden kann, daß es zeitlich nicht veränderlich ist, weil die Transportgeschwindigkeit der Buchblöcke 12 in der Regel als konstant angenommen werden kann. Das Signal v₂(t) stellt jeweils das vom Ausgang 32 der Steuereinheit 24 abgegebene Signal dar. Mit v_ges ist das vom Summierglied 30 abgegebene Gesamtsignal bezeichnet, das über das Stellglied 34 den durch den Motor 22 fließenden Strom einstellt.

Im Fall von Fig. 2a haben die Signale v₁(t) und v₂(t) konstante Werte, so daß die Leimschicht 12a auf dem Rücken des Buchblocks 12 eine konstante Dicke hat.

In den Fig. 2b bis 2e sind Fälle dargestellt, in denen das Signal v₂(t) Werte hat, die sich abhängig von der Zeit ändern. Demgemäß hat das Signal v_ges ebenfalls einen zeitlich veränderlichen Wert, der sich in einer Dicke der Leimschicht 12a ausdrückt, die ebenfalls längs des Buchblocks unterschiedlich ist. Die Dicke der Leimschicht 12a kann zum Buchblockende hin zunehmen (Fig. 2b), sie kann zum Buchblockende hin abnehmen (Fig. 2c), sie kann an den Enden des Buchblocks dünner und in der Mitte dicker sein (Fig. 2d) oder sie kann auch an den Enden dicker und in der Mitte dünner sein (Fig. 2e). Mit der Anordnung von Fig. 1 können durch Beeinflussung des am Ausgang 32 der Steuereinheit 24 abgegebenen Signals solche unterschiedliche Leimschichtdicken erhalten werden, falls dies erwünscht ist.

Die Steuerung der Auftragsmenge des Leims auf den Buchblockrücken kann in der Anordnung von Fig. 1 jedoch nicht ohne weitere Maßnahmen angewendet werden, da unter Berücksichtigung der obigen Erläuterung der Viskositätsregelung jede Stromänderung am Motor 22 zu einem Eingriff in den Viskositätsregelkreis führen würde. Wenn beispielsweise eine größere Auftragsmenge erzielt werden soll, müßte durch den Motor 22 ein größerer Strom fließen, der im Viskositätsregelkreis als Istwert auftreten würde und demgemäß zu einem Öffnen des Ventils 44 und somit zu einer Wasserzufuhr zum Leimbehälter 16 führen würde. Eine Erhöhung der Auftragsmenge darf aber nicht zu einer Veränderung der Viskosität des Leims im Leimbehälter 16 führen. Diese nachteilige Auswirkung kann einfach dadurch beseitigt werden, daß die Steuereinheit 24 das von ihr am Ausgang 40 als Sollwert an den Viskositätsregelkreis angelegte Signal jederzeit dem an ihrem Ausgang 32 abgegebenen Signal nachführt. Wenn also beispielsweise das Signal am Ausgang 32 der Steuereinheit zu einer Erhöhung des Motorstroms um 10% führt, dann muß auch das als Sollwert am Ausgang 40 abgegebene Signal um 10% erhöht werden, damit keine Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert am Komparator 38 auftritt. Solange keine solche Differenz auftritt, bleibt der Viskositätsregelkreis von einer Änderung des Motorstroms unbeeinflußt. Eine Viskositätsänderung darf nur dann eine Auswirkung auf den Viskositätsregelkreis haben, wenn sie nicht auf eine gewünschte Änderung der Auftragsmenge des Leims zurückzuführen ist, sondern tatsächlich auf eine veränderte Viskosität des Leims zurückzuführen ist.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung können somit gleichzeitig die Auftragsmenge des Leims auf einem Buchblockrücken gesteuert und die Viskosität des Leims geregelt werden.

Claims (3)

1. Anordnung zum Auftragen von Leim auf Buchblockrücken mittels einer von einem Motor angetriebenen Auftragswalze, gekennzeichnet durch einen Regelkreis zum Konstanthalten der Viskosität des Leims, dem als Meßgröße für den Istwert der Viskosität der den Antriebsmotor der Auftragswalze durchfließende Strom und als Sollwert der Viskosität ein von einer Steuereinheit abgegebenes, manuell oder programmgesteuert einstellbares Steuersignal zugeführt wird, wobei in dem Regelkreis ein Absperrorgan vorgesehen ist, durch das dem Leim abhängig von einer Abweichung des Sollwerts vom Istwert ein Verdünnungsmittel zuführbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leim während der Zeitperioden, in denen der Istwert vom Sollwert abweicht, in periodischen Zeitabständen eine konstante Menge des Verdünnungsmittels zugeführt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragswalze mittels eines Auftragsmengen-Steuersignals aus der Steuereinheit abhängig von der Transportgeschwindigkeit der Buchblöcke steuerbar ist, daß zur Erzielung unterschiedlicher Auftragsmengen das Auftragsmengen-Steuersignal durch die Steuereinheit entsprechend einer manuell oder programmgesteuert festlegbaren gewünschten Auftragsmenge veränderlich ist und daß das den Sollwert der Viskosität bildende Steuersignal von der Steuereinheit dem Auftragsmengen-Steuersignal nachgeführt wird.