EP1872962B1 - Heftvorrichtung für Druckprodukte mit Keramikbauteil - Google Patents

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EP1872962B1
EP1872962B1 EP06405269A EP06405269A EP1872962B1 EP 1872962 B1 EP1872962 B1 EP 1872962B1 EP 06405269 A EP06405269 A EP 06405269A EP 06405269 A EP06405269 A EP 06405269A EP 1872962 B1 EP1872962 B1 EP 1872962B1
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EP
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stapling device
ceramic
wire
stapling
parts
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Josef Keist
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Mueller Martini Holding AG
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Mueller Martini Holding AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42B—PERMANENTLY ATTACHING TOGETHER SHEETS, QUIRES OR SIGNATURES OR PERMANENTLY ATTACHING OBJECTS THERETO
    • B42B4/00—Permanently attaching together sheets, quires or signatures by discontinuous stitching with filamentary material, e.g. wire

Definitions

  • the invention relates to a stapling device for stapling printed products, comprising a stapling head having a driver and bender which preform and drive a wire staple through a product backing, and a bender having bendering wings which bend over the open ends of the staple.
  • Such stapling devices are used, for example, in saddle stitchers for stapling folded sheets.
  • the folded sheets are conveyed in such a saddle stitcher, for example, on a collecting chain on which they rest saddle-shaped.
  • the stapling head is here above the collecting chain and the Umbieger under this.
  • a wire section at the free ends is bent over with the benders and the two ends are driven with the driver through the product back.
  • the free ends of the bender are bent by 90 °, so that they finally run parallel to the product back and the clip is closed with it.
  • a stapling device of this kind is for example from the CH-A-549 443 known. With this device folded sheets can be stapled by ⁇ senheftklammern.
  • Other stapling devices are in the CH-A-662 987 and the EP-A-0 958 942 disclosed.
  • Stapling devices of the type mentioned are heavily loaded, especially with regard to the moving and highly accelerated parts. Such parts must therefore be replaced after a certain time.
  • the use of high-quality steel and carbide parts has long been an attempt to reduce wear and thus maintenance and costs.
  • the parts should also have a high dimensional accuracy, in particular with regard to functional reliability. To achieve this, such parts have hitherto been made of tool steel or carbide. Hard metal would be particularly suitable in itself, since the parts made from it last very long. Carbide, however, is brittle and can be destroyed during installation or transport. In addition, these parts are relatively expensive.
  • a wire feeder upstream of a stapling device is known in which the deflection region and / or the wire inlet funnel are made of ceramic.
  • the invention is based on the object to provide a stapling device of the type mentioned, which avoid the disadvantages mentioned.
  • a generic stapling device characterized in that at least a part of stapling device is at least partially made of ceramic.
  • the service life can be significantly extended. This especially when highly stressed parts, such as in particular the driver, the bender and the Umbieger or parts of the bender are made of ceramic.
  • Experiments are surprising have shown that such parts have substantially no damage even after 8 million stitches.
  • Another advantage is that due to the higher constant material quality reduced test costs incurred. Since such ceramic parts are not shock sensitive, they can hardly be damaged as compared with a hard metal. If these parts are exposed to a high acceleration, due to the low density compared to steel correspondingly lower forces are exerted.
  • the part made of ceramic is a sintered molded part. This allows a particularly high dimensional accuracy and thus in particular reliability can be achieved. Parts to be replaced are thus perfectly compatible with the old parts.
  • the part is made of an oxide ceramic.
  • a ceramic part of oxide ceramic With a ceramic part of oxide ceramic, a particularly high resistance can be achieved. This also applies if the part is made according to an embodiment of the invention from a mixed oxide ceramic.
  • a mixed oxide ceramic is, for example, aluminum titanate.
  • the part of at least two firmly interconnected parts is made, wherein the one part is made of ceramic and the other part made of a different material and in particular steel or hard metal.
  • the ceramic is intended in particular for the areas that are heavily loaded and prone to wear.
  • the ceramic part is in particular a driver, a folding wing, a bender, a centering foot, a push rod, a wire nozzle, a wire knife or a DrahtabJrhebel.
  • These parts are usually heavily loaded and subjected to high abrasion. They are also accelerated comparatively high with each stapling operation. Already the production of such a ceramic part can increase the service life and simplify the maintenance.
  • the part made of ceramic is a ceramic injection molding.
  • Such parts can be produced comparatively inexpensively and with high dimensional accuracy even in high serial numbers.
  • the stapling device 1 has a housing 4, on which at least one stapling head 2 is mounted. This stapling head 2 is located, for example, in a saddle stitcher over a gathering chain, not shown here. Below this gathering chain is a bender 3. Between the stapling head 2 and the bender 3 are not shown here to be stapled printed products, such as signatures promoted.
  • the staples are preformed by a wire 5.
  • the wire 5 is withdrawn from a roll, not shown here and supplied with a bent tube 11 of a wire nozzle 12.
  • two feed rollers 6 and 7 are mounted on the frame 4, which are rotatably driven about a shaft 9 and 10 respectively. With a lever 8, the feed roller 6 can also be rotated by hand.
  • a wire knife 13 is arranged on a Abwovenrhebel 14.
  • the Umbiegeeriel 20 each have a V-shaped groove 26, which in the position according to FIG. 4 run parallel to the transport direction of the printed products. These grooves 26 serve in a known manner for guiding the free ends of the preformed wire clip to be bent over.
  • these Umbiegeeriel 20 each have an opening 24.
  • the printed product to be stapled with a vertically movable holder 27 can be stabilized become.
  • the driver 16 is in accordance with FIG. 6 plate-shaped and has for its attachment to the driver plunger 15 has two openings 28 and 29. To guide the vertical movement of the driver 16 has two laterally projecting guide members 30. At the bottom there is an edge 31 against which the preformed staple to be driven is loaded.
  • the Umbiegeeriel 20 and the driver 16 are highly stressed parts, which must also be accelerated during the stapling process. Also heavily stressed and sometimes accelerated are the bender 17, the push rod 19, the wire nozzle 12, the wire knife 13 and the DrahtabMrhebel 14. At least one of these parts is at least partially made of engineering ceramics.
  • the ceramic is preferably an oxide ceramic, in particular a mixed oxide ceramic.
  • Oxide ceramics are usually more than 90% of single-phase and one-component metal oxides.
  • the metal oxides are, for example, alumina, magnesia or zirconia.
  • An example of a suitable mixed oxide ceramic is aluminum titanate.
  • other oxide ceramics or mixed oxide ceramics are also known.
  • the production of the ceramic part is preferably carried out by ceramic injection molding, also called ceramic injection molding (CIM).
  • CIM ceramic injection molding
  • a very fine ceramic powder is mixed with a thermoplastic binder, which can be injected similar to plastic.
  • the intermediate product is pyrolyzed and sintered.
  • Sintering is a manufacturing process that usually takes place in three stages. Possible is a finishing for example by polishing with diamond tools.
  • a significant advantage of such a part is the high and longer dimensional stability with respect to a part made of tool steel and the constant material quality. Compared to tungsten carbide is the significant advantage that the part is much less brittle and thus can hardly be destroyed during installation. Unlike carbide, the surface can not break. Further advantages are compared with steel lower density, for example 5 kg / dm 3 , the good emergency running properties and the high and constant surface quality. Also advantageous are the temperature resistance and the small thermal expansion.
  • parts of said ceramic are generally such highly stressed parts in other non-inventive devices and machines for postpress. These include, in particular, sheet feeders, merchandise stickers, supplements.
  • the parts here are, for example, grippers, clamping devices, gripper pads, nozzles, creasing wheels and perforating wheels as well as pawls, detents and parts in suction cups.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Heftvorrichtung zum Heften von Druckprodukten, mit einem Heftkopf, der einen Treiber und Bieger aufweist, die eine Drahtklammer vorformen und durch einen Produkterücken treiben und mit einem Umbieger, der Umbiegeflügel besitzt, welche die offenen Enden der Drahtklammer umbiegen.
  • Solche Heftvorrichtungen werden beispielsweise bei Sammelheftern zum Heften von Falzbogen verwendet. Die Falzbogen werden in einem solchen Sammelhefter beispielsweise auf einer Sammelkette gefördert, auf der sie sattelförmig aufliegen. Der Heftkopf befindet sich hierbei über der Sammelkette und der Umbieger unter dieser. Im Heftkopf wird ein Drahtabschnitt an den freien Enden mit den Biegern umgebogen und die zwei Enden werden mit dem Treiber durch den Produkterücken getrieben. Schliesslich werden die freien Enden vom Umbieger um 90° umgebogen, so dass sie schliesslich parallel zum Produkterücken verlaufen und die Klammer damit geschlossen ist.
  • Eine Heftvorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der CH-A-549 443 bekannt geworden. Mit dieser Vorrichtung können Falzbogen mittels Ösenheftklammern geheftet werden. Weitere Heftvorrichtungen sind in der CH-A-662 987 und der EP-A-0 958 942 offenbart.
  • Heftvorrichtungen der genannten Art sind vor allem bezüglich der beweglichen und hoch beschleunigten Teile stark belastet. Solche Teile müssen deshalb nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden. Durch Verwendung von hochwertigen Teilen aus Stahl und Hartmetall wird seit langem versucht, den Verschleiss und damit den Unterhalt und die Kosten zu verringern. Die Teile sollten insbesondere in Hinblick auf die Funktionssicherheit zudem eine hohe Formtreue besitzen. Um dies zu erreichen, wurden solche Teile bisher aus Werkzeugstahl oder Hartmetall hergestellt. Hartmetall wäre an sich besonders geeignet, da die daraus hergestellten Teile sehr lange halten. Hartmetall ist jedoch spröde und kann bereits beim Einbau oder Transport zerstört werden. Zudem sind diese Teile vergleichsweise teuer.
  • Aus der DE-A-10108332 ist eine einer Heftvorrichtung vorgelagerte Drahtzuführung bekannt, bei welcher der Umlenkbereich und/oder der Drahteinlauftrichter aus Keramik bestehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Heftvorrichtung der genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermeiden.
  • Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Heftvorrichtung dadurch gelöst, dass wenigstens ein Teil Heftvorrichtung wenigstens teilweise aus Keramik hergestellt ist. Durch die Verwendung von Teilen aus Keramik kann die Standzeit wesentlich verlängert werden. Dies insbesondere dann, wenn hoch beanspruchte Teile, wie insbesondere der Treiber, die Bieger und der Umbieger oder Teile des Umbiegers aus Keramik hergestellt sind. Versuche haben überraschend gezeigt, dass solche Teile auch nach 8 Millionen Heftungen im Wesentlichen keine Beschädigung aufweisen. Vorteilhaft ist zudem, dass aufgrund der höheren konstanten Materialqualität verminderte Prüfkosten anfallen. Da solche Teile aus Keramik nicht schlagempfindlich sind, können sie verglichen mit einem aus Hartmetall kaum beschädigt werden. Sind diese Teile einer hohen Beschleunigung ausgesetzt, so werden aufgrund der geringen Dichte verglichen mit Stahl entsprechend geringere Kräfte ausgeübt. Weitere wesentliche Vorteile sind die hohe Oberflächengüte, die gleichmässige, konstante Härte, die hohe Temperaturbeständigkeit, die kleinere Wärmedehnung, der gleichmässige Aufbau sowie die geringen Herstellungskosten. Vorteilhaft ist zudem, dass Keramik mit anderen Materialien gepaart werden kann. Die Teile können somit beispielsweise aus Keramik und Stahl oder Hartmetall hergestellt werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das aus Keramik hergestellte Teil ein gesintertes Formteil ist. Dadurch kann eine besonders hohe Formtreue und damit insbesondere Funktionssicherheit erreicht werden. Zu ersetzende Teile sind damit vollkommen kompatibel mit den alten Teilen.
  • Durch eine Weiterbildung der Erfindung ist das Teil aus einer Oxidkeramik hergestellt. Mit einem Keramikteil aus Oxidkeramik kann eine besonders hohe Beständigkeit erreicht werden. Dies gilt ebenfalls dann, wenn das Teil gemäss einer Weiterbildung der Erfindung aus einer Mischoxidkeramik hergestellt ist. Eine solche Mischoxidkeramik ist beispielsweise Aluminiumtitanat.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Teil aus wenigstens zwei fest miteinander verbundenen Teilen hergestellt ist, wobei der eine Teil aus Keramik und der andere Teil aus einem anderen Werkstoff und insbesondere Stahl oder Hartmetall hergestellt ist. Die Keramik ist hier insbesondere für die Bereiche vorgesehen, die hoch belastet und verschleissgefährdet sind.
  • Das Teil aus Keramik ist insbesondere ein Treiber, ein Umbiegeflügel, ein Bieger, ein Zentrierfuss, eine Schubstange, eine Drahtdüse, ein Drahtmesser oder ein Drahtabschärhebel. Diese Teile sind in der Regel hoch belastet und einem hohen Abrieb unterworfen. Sie werden zudem bei jedem Heftvorgang vergleichsweise hoch beschleunigt. Bereits die Herstellung eines solchen Teiles aus Keramik kann die Standzeit erhöhen und den Unterhalt vereinfachen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das aus Keramik hergestellte Teil ein keramisches Spritzgiessteil. Solche Teile können auch in hohen Serienzahlen vergleichsweise kostengünstig und mit hoher Formtreue hergestellt werden.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale geben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnungen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Heftvorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    Eine Ansicht einer teilweise geschnittenen erfindungsgemässen Heftvorrichtung,
    Fig. 2
    Eine weitere Ansicht der Heftvorrichtung,
    Fig. 3
    Eine räumliche Ansicht der erfindungsgemässen Heftvorrichtung,
    Fig. 4
    Eine räumliche Ansicht eines Teils der erfindungsgemässen Heftvorrichtung,
    Fig. 5a und 5b
    Räumliche Ansichten eines Umbiegeflügels, und
    Fig. 6
    Eine räumliche Ansicht eines Treibers.
  • Die Heftvorrichtung 1 besitzt ein Gehäuse 4, an dem wenigstens ein Heftkopf 2 gelagert ist. Dieser Heftkopf 2 befindet sich beispielsweise in einem Sammelhefter über einer hier nicht gezeigten an sich bekannten Sammelkette. Unterhalb dieser Sammelkette befindet sich ein Umbieger 3. Zwischen dem Heftkopf 2 und dem Umbieger 3 werden die hier nicht gezeigten zu heftenden Druckprodukte, beispielsweise Falzbogen gefördert.
  • Im Heftkopf 2 werden von einem Draht 5 die hier nicht gezeigten Heftklammern vorgeformt. Der Draht 5 wird von einer hier nicht gezeigten Rolle abgezogen und mit einem gebogenen Rohr 11 einer Drahtdüse 12 zugeführt.
  • Für den Transport des Drahtes 5 sind am Gestell 4 zwei Vorschubwalzen 6 und 7 gelagert, die um eine Welle 9 bzw. 10 drehbar angetrieben sind. Mit einem Hebel 8 kann die Vorschubwalze 6 zudem von Hand gedreht werden. Über der Drahtdüse 12 ist an einem Abschärhebel 14 ein Drahtmesser 13 angeordnet.
  • Mit diesem werden vom Draht 5 Drahtstücke abgeschnitten, mit denen jeweils eine Klammer in an sich bekannter Weise geformt wird. Hierzu werden in an sich bekannter Weise mit einem Treiberstössel 15 ein Treiber 16 und zwei Bieger 17 vertikal bewegt. Mit den Biegern 17 werden die beiden freien Enden des abgeschnittenen Drahtstückes um 90° nach unten gebogen.
  • Mit dem Treiber 16 werden diese vorgeformten Klammern in den Produkterücken getrieben. Mit dem Umbieger 3 werden diese nach untern ragenden Enden schliesslich um 90° umgebogen, so dass diese Enden parallel zum Produkterücken verlaufen. Die Klammer ist damit geschlossen. Hierzu weist der Umbieger 3 zwei schwenkbar an einem Halter 18 gelagerte Umbiegeflügel 20 auf. Diese sind gemäss Figur 4 spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und jeweils um eine Achse 21 begrenzt schwenkbar. Die Schwenkbewegung erfolgt mit einer Schubstange 19, die vertikal verschieblich geführt ist und mit einem Mitnehmer 22 zwischen diese beiden Umbiegeflügel 20 eingreift. Wird die Schubstange 19 nach unten bewegt, so werden die beiden Umbiegeflügel 20 an den Armen 23 verschwenkt. Der Mitnehmer 22 greift hierbei an der in der Figur 5b gezeigten Innenfläche 25 des Armes 23 an.
  • Die Umbiegeflügel 20 besitzen jeweils eine V-förmige Rille 26, die in der Stellung gemäss Figur 4 parallel zur Transportrichtung der Druckprodukte verlaufen. Diese Rillen 26 dienen in bekannter Weise zum Führen der umzubiegenden freien Enden der vorgeformten Drahtklammer. Hierzu werden die Umbiegeflügel 20 mit der Schubstange 19 in die in Figur 4 gezeigte Stellung verschwenkt. Zur Lagerung besitzen diese Umbiegeflügel 20 jeweils eine Öffnung 24. Beim Heftvorgang kann das zu heftende Druckprodukt mit einem vertikal beweglichen Halter 27 stabilisiert werden.
  • Der Treiber 16 ist gemäss der Figur 6 plattenförmig ausgebildet und besitzt zu seiner Befestigung am Treiberstössel 15 zwei Öffnungen 28 und 29. Zur Führung der vertikalen Bewegung weist der Treiber 16 zwei seitlich vorstehende Führungsteile 30 auf. An der Unterseite befindet sich eine Kante 31, an welcher die einzutreibende vorgeformte Heftklammer beaufschlagt wird. Wie ersichtlich, sind insbesondere die Umbiegeflügel 20 und der Treiber 16 hoch beanspruchte Teile, die zudem beim Heftvorgang hoch beschleunigt werden müssen. Ebenfalls stark beansprucht und teilweise auch beschleunigt sind die Bieger 17, die Schubstange 19, die Drahtdüse 12, das Drahtmesser 13 sowie der Drahtabschärhebel 14. Wenigstens eines dieser Teile ist wenigstens teilweise aus technischer Keramik hergestellt. Die Keramik ist vorzugsweise eine Oxidkeramik, insbesondere eine Mischoxidkeramik. Oxidkeramik besteht in der Regel zu über 90% aus einphasigen und einkomponentigen Metalloxiden. Die Metalloxide sind beispielsweise Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder Zirkonoxid. Ein Beispiel einer geeigneten Mischoxidkeramik ist Aluminiumtitanat. Es sind aber auch andere Oxidkeramiken bzw. Mischoxidkeramiken bekannt.
  • Die Herstellung des Teils aus Keramik erfolgt vorzugsweise durch keramisches Spritzgiessen, auch Ceramic Injection Molding (CIM) genannt. Bei diesem Spritzgiessen wird ein sehr feines keramisches Pulver mit einem thermoplastischen Binder gemischt, der ähnlich wie Kunststoff gespritzt werden kann. Nach dem Entformen wird das Zwischenprodukt pyrolisiert und gesintert. Das Sintern ist ein Fertigungsverfahren, das üblicherweise in drei Stadien erfolgt. Möglich ist eine Endbearbeitung beispielsweise durch Polieren mit Diamantwerkzeugen. Ein wesentlicher Vorteil eines solchen Teils ist die hohe und längere Formstabilität bezüglich einem Teil aus Werkzeugstahl und die konstante Materialqualität. Gegenüber Hartmetall besteht der wesentliche Vorteil, dass das Teil wesentlich weniger spröd ist und damit beim Einbau kaum zerstört werden kann. Im Gegensatz zu Hartmetall kann die Oberfläche nicht ausbrechen. Weitere Vorteile sind die verglichen mit Stahl geringere Dichte beispielsweise 5 kg/dm3, die guten Notlaufeigenschaften und die hohe sowie konstante Oberflächengüte. Vorteilhaft sind zudem die Temperaturbeständigkeit und die kleine Wärmedehnung.
  • Weitere geeignete Einsatzgebiete für Teile aus der genannten Keramik sind allgemein solche hochbeanspruchten Teile bei anderen nicht erfindungsgemässen Vorrichtungen und Maschinen für die Druckweiterverarbeitung. Hierzu zählen insbesondere Bogenanleger, Warenkleber, Beilagenanleger. Die Teile sind hier beispielsweise Greifer, Klemmvorrichtungen, Greiferunterlagen, Düsen, Rillräder und Perforierräder sowie Klinken, Rasten und Teile bei Saugern.

Claims (8)

  1. Heftvorrichtung (1) zum Heften von Druckprodukten, mit einem Heftkopf (2), der einen Treiber (16) und Bieger (17) aufweist, die eine Drahtklammer vorformen und durch einen Produkterücken treiben und mit einem Umbieger (3), der Umbiegeflügel (20) besitzt, welche die offenen Enden der Drahtklammer umbiegen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Heftvorrichtung (1) wenigstens teilweise aus Keramik hergestellt ist.
  2. Heftvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Treiber (16), der Bieger (17), der Umbieger (3) oder Teile des Umbiegers (3) wenigstens teilweise aus Keramik hergestellt sind.
  3. Heftvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil ein gesintertes Formteil ist.
  4. Heftvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus einer Oxidkeramik hergestellt ist.
  5. Heftvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus einer Mischoxidkeramik hergestellt ist.
  6. Heftvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus wenigstens zwei fest miteinander verbundenen Teilen hergestellt ist, wobei der eine Teil aus Keramik und der andere Teil aus einem anderen Werkstoff und insbesondere Stahl oder Hartmetall hergestellt ist.
  7. Heftvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil ein Verschleissteil, insbesondere ein Treiber (16), ein Umbiegeflügel (20), ein Bieger (17), ein Zentrierfuss, eine Schubstange (19), eine Drahtdüse (12), eine Drahtführung (11), ein Drahtmesser (13), ein Drahtabschärhebel (14) oder Zahnrad ist.
  8. Heftvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 sowie 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil ein Spritzgiessteil ist.
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