WO1991006435A1 - Verfahren und vorrichtung zum vorbereitenden bearbeiten der schmalseite von zu büchern zu bindenden blattstapeln - Google Patents
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- B42C5/04—Preparing the edges or backs of leaves or signatures for binding by notching or roughening
Definitions
- the invention relates to a method for preparatory processing of the narrow side of a stack of sheets of paper of any material to be bound to a book by means of known tools, notches, cutting or brushing tools, but with simultaneous compensation for the sheet stack at the Processing usually acting shear force components to avoid relative displacements of the sheets in the sheet stack and the smearing of the roughened sheet edges on smooth lines, which prevents the binding, and the simultaneous compression or fanning out of the individual sheets in sections on the narrow sides of the sheet stack in one piece corridor.
- the sheet stacks to be bound are therefore, with their narrow side in front of the gluing station, via preparatory processing stations such as Roughening, notching or similar stations performed, where they are mechanically roughened or notched, for example with the aid of special devices.
- This' opens the surface structure of the leaf edges in the area of the cut surface, the adhesive so that in the paper structure eindrin ⁇ gen and can Getting Connected To establish a permanent adhesive.
- the individual sheets in a stack of sheets move against one another in a certain preferred direction.
- the edge areas of the single sheets not only lay increasingly transversely, but also partially slide over the adjacent sheet edges. This not only prevents the tool cutting edges from reaching all edges and opening all edge structures.
- the glue can also later due to the inclined position on the one hand and the partially overlapping edges on the other hand, do not penetrate or do not penetrate evenly. Faulty, at least insufficiently durable bonds are often the result. With paper types that are difficult to process (plastic coatings, high smoothness, etc.), the possibility of simple perfect binding is often ruled out, which increases the price of books.
- the penetration of the adhesive between the sheets of the sheet stack must be prevented during binding.
- the individual sheets of the sheet stack must be pressed together.
- the sheet stack should be fanned out slightly, in particular in the case of machining operations such as notching, roughening, etc., because the residues can then easily fall out or be blown out.
- this is also not feasible in the known methods because all the processing tools only point in one direction of rotation and thus neither fan out the stack from the inside out at the same time or press them inwards from both sides.
- the aim of the invention is therefore a processing method for the preparatory processing of the narrow side of a sheet of paper of any material to be bound to a book, in particular for the preparation of the adhesive binding, and its realization by means of a device with the aid of which, as far as possible, independently of the paper ⁇ sort the disadvantages associated with the known methods and devices are avoided and at the same time, in addition to processing the sheet stack with processing tools, in particular for opening the surface structure at the sheet edges, a need-based compression or fanning out of the individual sheets for the subsequent cleaning and gluing of the sheet stack is achieved .
- a sheet stack processing device consists of at least two identical rotating sub-devices (I) with processing tools (preferably cutting elements or brush inserts) (9) and the running direction of the one sub-device (I) the direction of travel of the other part device (II) is opposite and the tools of the part device rotating in the opposite direction are engaged on the sheet stack (10) in such a way that the resulting force components QRI to QR3 and Q 1 to Q 3 compensate each other, that is, they form no or at most a very small resulting transverse force.
- processing tools preferably cutting elements or brush inserts
- Fig. 1 and 2 illustrate that the circular machining cut on the narrow side of a stack of sheets (shown in Fig. 1 on a single sheet edge, in Fig. 2 as an example at the initial points of attack of two tool arms) in the indicated direction of advance of the stack (10) and at fixedly mounted processing device of the sheet stack is pressed together at the beginning of the cut and fanned out at the end of the cut when a pair of opposing tools (eg, cutting wedge pair) passes through.
- the cut waste can easily be extracted by fanning out.
- the direction of rotation of the processing device can be reversed, so that - based on the circular processing cut - first the fanning out and then the compressing processing takes place.
- the reverse result is achieved by the Antriebsu circuit.
- the strength of the fanning can be set as desired.
- This component of the method can be used to correspond to the fact that certain types of paper also require a small fanning out for a stable durability of the adhesive binding, while this does not apply to other paper, because this paper also applies the adhesive to a small surface structure absorbs easily and intensively.
- FIGS. 3 and 4 An exemplary embodiment with cutting tools for roughening the sheet edges is described below and is shown in FIGS. 3 and 4.
- a shaft (3) is driven in a housing (1) by a motor (2) which can be switched in its direction of rotation and expediently regulated in its speed ) drives the shaft (6) in the opposite direction.
- a tool head (7) with preferably 2 or more star-shaped (in the exemplary embodiment 4) arms (8) is attached, on which cutting elements (9) are arranged from the inside to the outside are, preferably designed as replaceable bare cutting wedges (detailed illustration A in Fig. 4), whereby other cutting elements or, for example, coating the arms with abrasives or brushing devices would also be conceivable.
- the cutting wedges described in the drawing can be mounted on the left or right side of the arms, as seen in a plan view of the tool head, so that the blades always point in the direction of movement of the tool arms even when the direction of rotation is reversed.
- a slight offset of the cutting elements from the center of rotation of the respective tool head along the opposing arm-shaped carrier (8) ensures that the opposing force components QRI to QR3 and QL1 to QL3 of the tangential forces KRI to KR3 and KL1 to KL3 (Fig . 2) or the shear force components k ⁇ _1 and k' ⁇ i and ko2 and k' ⁇ of the tangential forces Kl and Kl's as well as K2 and K2 '(Fig. 1) largely cancel their shifting effect and the sheet stack edges practice :, the entire length evenly roughened or notched.
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Abstract
Die Verwendung schwer verarbeitbarer Papiersorten bedingt insbesondere für die Erzielung haltbarer Klebebindungen vorbereitende Bearbeitungsschritte wie das Kerben oder Aufrauhen. Bei herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen entstehen einseitig quer zum Blattstapel gerichtete Kräfte. Diese wirken sich nachteilig auf Blattstapelführung, die weitere Beleimung und die spätere Haltbarkeit des Bindegutes aus. Durch das neue Verfahren und die konkrete Vorrichtung sollen diese Querkräfte kompensiert werden. Eine Bearbeitungsvorrichtung verwendet mindestens zwei gleichartige, gegenläufig rotierende Teilvorrichtungen (I, II) mit Bearbeitungswerkzeugen, so dass die resultierenden, quer zum Blattstapel (10) gerichteten Kraftkomponenten (QLi, QRi) beider Teilvorrichtungen entgegengesetzt gerichtet sind und sich die Querkräfte kompensieren.
Description
Verfahren und Vorrichtung zum vorberei¬ tenden Bearbeiten der Schmalseite von zu Büchern zu bindenden Blattstapeln.
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vorbereitenden Bearbeiten der Schmalseite eines zu einem Buch zu binden¬ den Blattstapels aus Papier beliebigen Materials mittels bekannter Auf auh-, Kerb-, Schneid-, oder Bürstwerkzeuge, jedoch mit gleichzeitiger Kompensation der auf den Blatt¬ stapel bei der Bearbeitung üblicherweise einwirkenden Querkraftkomponenten zur Vermeidung von relativen Ver¬ schiebungen der Blätter im Blattstapel und der für die Bindung hinderlichen Verschmierung der aufgerauhten Biattkanten bei glatten Strichen und die gleichzeitige abschnittsweise Kompression bzw. Auffächerung der Einzel¬ blätter an den Schmalseiten der.Blattstapel in einem Ar¬ beitsgang.
Die Anforderungen an die Haltbarkeit von Bindegut nehmen zu. Zunehmend finden auch besonders schwer zu verkleben¬ der Papiersorten wie beschichtete Hochglanzpapiere oder Papiere besonders hoher Glätte Verbreitung. Sie erschwe¬ ren besonders die Adsorption der Klebstoffteilchen an den Schnittkanten.
Zur Verbesserung der Klebebindungen werden die zu binden¬ den Blattstapel deshalb mit ihrer Schmalseite vor der Be- leimstation über vorbereitenden Bearbeitungsstationen wie
Aufrauh-, Kerb- oder ähnliche Stationen geführt, wo sie z.B. mit Hilfe spezieller Vorrichtungen mechanisch aufge¬ rauht oder eingekerbt werden. Dadurch wird im Bereich der Schnittfläche' an den Blattkanten die Oberflächenstruktur geöffnet, sodaß der Kleber in die Papierstruktur eindrin¬ gen und eine dauerhafte Klebe erbindung herstellen kann.
Auf dem Markt und aus der Literatur sind Verfahren und Vorrichtungen zur Aufrauhung oder ähnlichen vorbereiten¬ den Arbeiten von Bindegut in den unterschiedlichsten Ver¬ sionen bekannt (z.B. DE 32 34 934, DE 27 18 296 DE 27 19402, DE 22 23 674, P 29 15 658.9).
Allen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist gemein¬ sam, daß beim Eingriff der Bearbeitungswerkzeuge, z.B. der Schneiden zum Aufrauhen der Kanten, die quer zum Blattstapel gerichteten Kraftkomponenten immer einseitig zur zu bearbeitenden Blattkante verlaufen. Dies gilt für alle Arten von Schneiden, also z.B. bei Kerbmessern, Schermessern, Schleifscheiben, Fräsern, etc. ebenso wie für Bürsten, etc.. Die' Folge ist, daß insbesondere bei stumpfer werdenden Schneiden die einseitigen Druck-Kräfte noch zunehmen.
Als Resultat davon verschieben sich die einzelnen Blätter in einem Blattstapel gegeneinander in eine bestimmte Vor¬ zugsrichtung. Damit legen sich die Kantenbereiche der Einzelblätter nicht nur zunehmend quer, sondern schieben sich zum Teil über die nebenliegenden Blattkanten. Da¬ durch wird nicht nur verhindert, daß die Werkzeugschnei¬ den alle Kanten erreichen und alle Kantenstrukturen öff¬ nen. Als Folge davon kann auch der Leim später wegen der Schräglage einerseits und den teilüberlappenden Kanten
andererseits nicht oder nicht gleichmäßig eindringen. Fehlerhafte, zumindest nicht ausreichend haltbare Bindun¬ gen sind häufig die Folge. Bei schwer zu bearbeitenden Papiersorten (Kunsstoffbeschichtungen, hohe Glätte, etc.) scheidet die Möglichkeit der einfachen Klebebindung oft aus, wodurch der Preis für Bücher steigt.
Ferner muß beim Binden das Eindringen des Klebers zwi¬ schen die Blätter des Blattstapels verhindert werden. Da¬ zu müssen die Einzεlblätter des Blattstapels zusammenge¬ preßt werden. Zuvor jedoch sollte der Blattstapel insbe¬ sondere bei spanabhebender Bearbeitung wie Kerbung, Auf¬ rauhung, etc. leicht aufgefächert werden, weil dann die Rückstände leicht ausfallen bzw. ausgeblasen werden kön¬ nen. Dies ist bei den bekannten Verfahren jedoch auch nicht realisierbar, weil alle Bearbeitungswerkzeuge nur in eine Drehrichtung weisen und damit den Stapel weder von innen nach außen gleichzeitig auffächern oder von beiden Seiten nach innen zusammenpressen.
Ziel der Erfindung ist deshalb ein Bearbeitungsverf hren zur vorbereitenden Bearbeitung der Schmalseite eines zu einem Buch zu bindenden Blattstapeis aus Papier beliebi¬ gen Materials, insbesondere zur Vorbereitung der Klebe¬ bindung, und dessen Realisierung durch eine Vorrichtung, mit deren Hilfe weitestgehend unabhängig von der Papier¬ sorte die mit den bekannten Verfahren und Vorrichtungen verbundenen Nachteile vermieden werden und gleichzeitig neben der Bearbeitung des Blattstapels mit Bearbeitungs¬ werkzeugen insbesondere zur Oberfiächenstrukturöffnung an den Blattkanten eine bedarfsgerechte Kompression bzw. Auffächerung der Einzelblätter für die nachfolgende Rei¬ nigung und Verleimung des Blattstapels erreicht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Blattstapel-Bearbei¬ tungsvorrichtung aus mindestens zwei gleichartigen rotie¬ renden Teilvorrichtungen (I) mit Bearbeitungswerkzeugen (vorzugsweise Schneidelemente oder Bürsteinsätze) (9) besteht und die Laufrichtung der einen Teilvorrichtung (I) der Laufrichtung der anderen Tεilvorrichtung (II) entgegengerichtet ist und die Werkzeuge der in Gegen¬ richtung drehenden Teilvorrichtung derart am Blattstapel (10) im Eingriff stehen, daß sich die daraus resultieren¬ den quer zum Blattstapel gerichteten Kraftkomponenten QRI bis QR3 und Q ι bis Q 3 gegenseitig kompensieren, also keine oder höchstens eine sehr kleine resultierende Quer¬ kraft bilden.
Abb. 1 und 2 verdeutlichen, daß durch den kreisförmigen Bearbeitungsschnitt an der Schmalseite eines Blattstapels (in Abb. 1 dargestellt an einer einzelnen Blattkante, in Abb. 2 beispielhaft an den Anfangsangriffspunkten zweier Werkzeugarme) bei der eingezeichneten Vorschubrichtung des Stapels (10) und bei ortsunveränderlich montierter Bearbeitungsvorrichtung der Blattstapel beim Durchlauf eines gegengerichteten Werkzeugpaares (z.B. Schneidkeil¬ paar) am Beginn des Schnittes zusammengepreßt und am Ende des Schnittes aufgefächert wird. Durch die Auffächerung kann leicht der Schnittabfall abgesaugt werden. Durch den Vorschub des Papierstapels gelangt jedoch am Ende nur mehr der Anfang der Kreisbogenbearbeitung zum Einsatz, sodaß gewährleistet ist, daß am Ende des Stapeldurchlau¬ fes die Kompression wieder besteht und kein Kleber zwischen die Blätter eindringen kann.
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Außerdem kann die Drehrichtung der Bearbeitungsvorrich¬ tung umgedreht werden, sodaß - bezogen auf den kreisför¬ migen Bearbeitungsschnitt - zuerst die auffächernde und anschließend die komprimierende Bearbeitung erfolgt. Durch die Antriebsu schaltung wird also das umgekehrte Ergebnis erreicht. Je nach Vorschubgeschwindigkeit des Blattstapels, dem Abstand seiner Klammerung von der Auf¬ rauhebene und der Geschwindigkeit und Drehrichtung der Bearbeitungsvorrichtung kann die Stärke der Auffächerung beliebig eingestellt werden. Durch diese Komponente des Verfahrens kann der Tatsache entsprochen werden, daß be¬ stimmte Papiersorten auch eine geringe Auffächerung für eine stabile Haltbarkeit der Klebebindung benötigen, wäh¬ rend dies bei anderem Papier nicht gilt,, weil dieses Pa¬ pier den Kleber auch bei kleiner Oberflächenstruktur leicht und intensiv aufnimmt.
Zur Realisierung des Verfahrens und zur Lösung der kon¬ kreten Aufgabe ist nachfolgend ein Ausführungsbeispiel mit schneidenden Werkzeugen zum Aufrauhen der Blattkanten beschrieben und in Abb. 3 und 4 dargestellt.
In einem Gehäuse (1) wird durch einen in seiner Drehrich¬ tung umschaltbaren und zweckmäßigerweise in seiner Dreh¬ zahl regelbaren Motor (2) eine Welle (3) angetrieben, auf der ein Zahnrad (4) sitzt, das über ein zweites Zahnrad (5) die Welle (6) in entgegengesetzter Richtung antreibt.
An den Stirnenden der Wellen (3) und (6) ist jeweils ein Werkzeugkopf (7) mit vorzugsweise 2 oder mehr sternförmig angeordneten (im Ausführungsbeispiel 4) Armen (8) befe¬ stigt, auf denen von innen nach außen Schneidelemente (9) angeordnet sind, vorzugsweise ausgebildet als auswechsel-
bare Schneidkeile (Detaillabb. A in Abb. 4) , wobei auch andere Schneidelemente oder z.B. die Beschichtung der Arme mit Schleifmitteln oder Bürstvorrichtungen denkbar wären. Die in der Zeichnung beschriebenen Schneidkeile können je nach Drehrichtung auf der - in Draufsicht auf den Werkzeugkopf gesehenen - linken oder rechten Seite der Arme montiert werden, sodaß die Schneiden auch bei Drehrichtungsumkehr immer in Bewegungsrichtung der Werk¬ zeugarme weisen.
Durch eine geringe Versetzung der Schneidelemente vom Rotationsmittelpunkt des jeweiligen Werkzeugkopfes aus gesehen längs der gegenläufigen armförmigen Träger (8) wird erreicht, daß sich die gegeneinander gerichteten Kraftkomponenten QRI bis QR3 und QL1 bis QL3 der Tangen¬ tialkräfte KRI bis KR3 und KL1 bis KL3 (Abb. 2) bzw. die Querkraftkomponenten k<_1 und k'βi und ko2 und k'β∑ der Tangentialkräfte Kl und Kl'sowie K2 und K2' (Abb. 1) in ihrer verschiebenden Wirkung weitgehend aufheben und die Blattstapelkanten übe:, die gesamte Länge gleichmäßig auf¬ gerauht oder eingekerbt werden.
Claims
Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum vorberei¬ tenden Bearbeiten der Schmalseite von zu Büchern zu bindenden Blattstapeln.
Patentansprüche:
1. Verf hren zum vorbereitenden Bearbeiten der Schmal¬ seite eines zu einem Buch zu bindenden Blattstapels aus Papier beliebigen Materials mittels bekannter Aufrauh-, Kerb-, Schneid-, oder Bürstwerkzeuge, je¬ doch mit gleichzeitiger Kompensation der auf den Blattstapel bei der Bearbeitung üblicherweise einwir¬ kenden Querkraftkomponenten zur Vermeidung von rela¬ tiven Verschiebungen der Blätter im Blattstapel und der für die Bindung hinderlichen Verschmierung der aufgerauhten Blattkanten bei glatten Strichen und die gleichzeitige abschnittsweise Kompression und Auf¬ fächerung der Einzelblätter an den Schmalseiten der Blattstapel in einem Arbeitsgang, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blattstapel-Bearbei¬ tungsvorrichtung aus mindestens zwei gleichartigen rotierenden Teilvorrichtungen (I und II) mit Bearbei¬ tungswerkzeugen (9) (vorzugsweise Schneidelementen oder Bürsteinsätzen) zur Bearbeitung der Schmalseiten eines Blattstapels (10) besteht und die Laufrichtung der einen Teilvorrichtung (I) entgegengesetzt zur
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Laufrichtung der anderen Teilvorrichtung (II) gerich¬ tet ist und Werkzeuge (9) auf der Teilvorrichtung (I) der einen Laufrichtung mit Werkzeugen (9) auf der Teilvorric tung (II) der Gegeniaufrichtung am Blatt¬ stapel (10) im Eingriff stehen und die quer zum Blattstapel gerichteten Kraftkomponenten QLI bis QL3 der einen Teilvorrichtung (I) entgegengesetzt zu den Querkomponenten QRI bis Q 3 der Kräfte der anderen Teilvorrichtung (II) gerichtet ist sich die Summen dieser Querkräfte beider Teilvorrichtungen I und II weitestgehend oder vollstän dig kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattstapel-Bearbeitungsvorrichtung mehr als zwei rotierende gleichartige Teilvorrichtungen ent¬ hält und die Laufrichtung mindestens einer oder meh¬ rerer Teilvorrichtung(en) entgegen der Laufrichtung der anderen Teilvorrichtung(en) gerichtet ist und sich die Summe der quer zum Blattstapel gerichteten Kraft- und Gegenkraftkomponenten kompensiert.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Laufrichtungen der gegeneinander laufen¬ den Teilvorrichtungen jeweils in ihre Gegenrichtungen umschaltbar sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An¬ spruch 1 bis 3, bei der eine mit herkömmlichen Klam¬ mermitteln ausgestattete Fördereinheit ( z.B. Ketten, Plattenketten- oder Riemenfördervorrichtung) Blatt¬ stapel (Bindegut) (10) von einer Station, z.B. einer Einlegestation zu einer zweiten Station, z.B. einer Bearbeitungs- oder Abnahmestation über eine Aufrauh-
Station befördert, die in ihrer Laufrichtung gegen¬ einander rotierende, mit Auf auhschneidevorrichtungen versehene Werkzeuge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in entgegengesetzter Drehrichtung rotierende Werkzeugköpfe (7) sternförmig angeordnet vorzugsweise mindestens je 2 Tragarme (8) für die Aufnahme von Schneidelementen bekannter Art (9) enthalten und die¬ se Schneidelemente ihrerseits so angeordnet sind, daß sie in Längsrichtung der Tragarme (8) vom Rotations¬ mittelpunkt des jeweiligen Werkzeugkopfes aus gesehen zueinander derart versetzt sind, daß sich beim Ein¬ griff am Blattstapel die Werkzeuge aller Tragarme de¬ rart ergänzen, daß sich die von ihnen erzeugten und entgegengerichteten Querkraftkomponenten kompensie¬ ren.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Befestigung der Schneidelemente auf drehbaren Werkzeugköpfen mit sternförmig angeordneten Tragarmen die Schneidelementε auf Wälzringen (Werk¬ zeugträger) an deren Umfang montiert sind und sich mindestens zwei Wälzringe gegeneinander drehen und die Drehachsen der Wälzringe parallel zur Vorschub¬ richtung der Blattstapel angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzringachsen parallel zur Blattstapel¬ schmalseite drehbar angebracht sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schneidelemente in ihrer Schneid¬ richtung um einen bestimmten Winkel, vorzugsweise um 180 Grad drehbar montierbar sind.
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8. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die gegeneinanderdrehenden Werkzeugkδp- fe bzw. Werkzeugträger jeweils einzeln angetrieben sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mindestens je zwei gegeneinanderdrehen- de Werkzeugköpfe bzw. Werkzeugträger über ein Getrie¬ be von nur einem Motor angetrieben werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Laufrichtung der rotierenden Werk¬ zeugköpfe bzw. Wekzeugträger jeweils in die Gegen¬ richtungen umschaltbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einspannebene des Blattstapels zur Schnittebene der Schneidelemente parallel verschieb¬ bar angeordnet und justierbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die rotierenden Werkzeugkδpfe bzw. Werkzeugträger anstelle mit Schneidvorrichtungen mit anderen Werkzeugen zur Bearbeitung der Schmalseiten von Blattstapeln wie z.B. Bürsten bestückt sind.
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