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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Buchform- und -pressmaschine
zum Falzeinbrennen und Einpressen von in Buchdecken eingehängten Buchblocks
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Nach
dem Einhängen
des Buchblocks in die Buchdecke wird durch das Einpressen des Buches eine
faltenfreie und dauerhafte Verklebung der Vorsätze des Buchblocks mit den
inneren Seiten der Buchdeckel erreicht. In der industriellen Buchfertigung
erfolgt dieser Arbeitsgang des Ganzpressens auf sogenannten Buchform-
und -pressmaschinen in Kombination mit dem Falzeinbrennen, bei dem
die Buchdeckenfalze geformt und verklebt werden.
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In
dem US-Patent 2 921 322 beispielhaft dargestellt und beschrieben
ist eine Buchpress- und -einbrennmaschine,
die mit einer Bucheinhängemaschine
zu einer Fließstrecke
zusammengestellt wird. Die gattungsgemäße Buchpress- und -einbrennmaschine
weist eine Vielzahl in gerader Reihe, in gleichen gegenseitigen
Abständen
zueinander angeordneten Pressvorrichtungen auf, die je ein Paar
mit veränderbarem
Abstand gegenüberliegende
Pressplatten zum Ausüben
eines Pressdruckes auf die Seiten eines Buches aufweisen. Den Pressvorrichtungen zugeordnet
sind beheizte Falzeinbrennschienen, jeweils paarweise mit veränderbarem
Abstand gegenüberliegend,
zum Formen der Buchdeckenfalze.
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Die
Falzformschienen befinden sich an einem vor und zurück bewegbarem
Transportwagen und dienen zugleich als Transportmittel, um die Bücher schrittweise
von Station zu Station weiterzusetzen, um dann zur Aufnahme und
zum Transportieren eines folgenden Buches in ihre Ausgangsposition
zurückzukehren.
Somit erfolgt das Falzformen durch wiederholtes kurzzeitiges Hineindrücken der
Falzformschienen, weshalb höhere
Temperaturen in den Falzformschienen erforderlich sind, die insbesondere bei
wärmeempfindlichen
Deckenmaterialien kritisch sind.
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In
der
DE 12 07 334 B wird
eine Buchform- und -pressmaschine unter Schutz gestellt, die auf eine
Folge von Büchern
einwirkt, mit einem um eine vertikale Achse bewegbaren Rotor, an
dessen Umfang eine Vielzahl von Pressvorrichtungen mit jeweils einem
Paar gegenüberstehenden
Pressplatten angeordnet ist. Über
den Rotor gelangen die Pressvorrichtungen intermittierend in aufeinanderfolgende
Bearbeitungsstationen, in den sich Falzeinbrennvorrichtungen befinden,
bestehend aus je einem Paar einander gegenüberstehende Falzeinbrennbacken. Während des
taktweisen Durchlaufs der Bücher durch
die einzelnen Bearbeitungsstationen wird der auf die Buchseiten
ausgeübte
Druck beibehalten und in den Stationen wird jeweils die Falzeinbrenneinrichtung
geschlossen, um die Buchdeckengelenke zu formen und Wärme auf
diese Bereiche zu übertragen.
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In
einer Weiterentwicklung dieser Buchform- und -pressmaschine befinden
sich die Falzeinbrennvorrichtungen an den Pressvorrichtungen und
werden mit diesen gemeinsam getaktet weiterbewegt. Die Falzeinbrennschienen
können
somit während des
Rundlaufs geschlossen gehalten werden, wodurch mehr Zeit zum Einwirken
der Wärme
auf das Deckenmaterial zur Verfügung
steht. Durch die Vielzahl von aufeinanderfolgenden, z. T. sehr zeitaufwändigen Funktionsschritten
in der Einfuhrstation und im Hinblick auf die eingeschränkte Drehdynamik des
Rotors durch die großen
Massenkräfte
ist diese Bauart in ihrer Taktleistung beschränkt. Mit der paarweisen Anordnung
der Pressvorrichtungen am Rotor wird eine Leistungssteigerung erreicht.
Die paarweise Anordnung bedingt aber einen nicht unerheblichen Mehraufwand
in der Einfuhr und Ausfuhr der Maschine für die zwei parallelen Buchströme.
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Aus
dem US-Patent 3 123 848 ist eine dritte Art von Buchform- und -pressmaschine
bekannt, bei der die Bücher
mit sich gegenüberliegenden
Plattenketten gepresst und kontinuierlich gefördert werden. An den beiden
Plattenkettenförderern
sind in gleichen gegenseitigen Abständen Falzschienen angelenkt,
die stets parallel zum Förderpfad
der Bücher ausgerichtet
und während
des Fördervorgangs
paarweise in die Buchfalze gesteuert sind. Die einzelnen Falzschienen
sind über
mehrere Gelenkverbindungen relativ zur Plattenkette versetzbar und
werden durch abgefederte Steuerschienen mit einem von dem Pressdruck
der Plattenketten unabhängigen Pressdruck
in die Buchfalze gedrückt.
Die Pressplatten bieten den Büchern
nur eine unterbrochen ausgebildete Pressfläche dar. Dies führt zusammen
mit dem ungenauen Synchronlauf der beiden Plattenketten zueinander
zu einer geringen Qualität
beim Ganzpressen und Falzformen.
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Eine
weitere Buchform- und -pressmaschine ist in der
EP 384 129 B1 unter Schutz
gestellt, bei der die Bücher
von im Oval kontinuierlich umlaufenden und als Pressstationen ausgebildeten
Transportklammern gepresst und gefördert werden. Die Transportklammern
weisen getrennt voneinander ansteuerbare Pressplatten und Falzeinbrennschienen
auf. Die Bücher
verbleiben während
eines Rundlaufs in ein und derselben Transportklammer. Nachteilig
ist der nicht unerhebliche konstruktive Aufwand für das Transportsystem
mit den umlaufenden Pressstationen und für die Einrichtungen zum Zuführen und
Ausrichten der Bücher
in die kontinuierlich bewegten Transportklammern.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Buchform-
und -pressmaschine zum Falzeinbrennen und Einpressen von in Buchdecken eingehängten Buchblocks
gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 bereitzustellen, mit der sich bei verhältnismäßig einfacher
Konstruktion eine Qualitäts- und
Leistungssteigerung beim Falzeinbrennen und Einpressen der Bücher erreichen
lässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte
Weiterausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindungsidee liegt darin, die Bücher mit den Falzformschienen
ständig
gegriffen zu formen und dabei von Pressstation zu Pressstation weiterzusetzen.
Die Bücher
werden von den Falzformschienen nicht mehr losgelassen, wodurch
mehr Zeit zum Einwirken der Wärme
auf das Deckenmaterial zur Verfügung
steht. Zum Ganzpressen weist die Maschine in einfacher Konstruktion
ortsfest angeordnete Pressstationen auf. Die Förderbewegung erfolgt mit den
intermittierend vorbewegten Falzformschienen, wodurch eine Taktleistungserhöhung gegenüber einem
vor und zurück
bewegten Transportwagen ermöglicht
wird.
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In
bevorzugter Weiterausgestaltung nach Anspruch 2 sind die Falzformschienen
jeweils paarweise zu einer Falzzange vereint, wobei eine Vielzahl von
Falzzangen zu einer endlosen Reihe gelenkig miteinander verbunden
sind und in einer endlosen Umlaufbahn geführt sind. Durch die Führung und
Betätigung
der beiden Falzformschienen in einer Einheit ist die exakte Ausrichtung
der Falzformschienen stets gegeben. Vorteilhaft ist die Anbindung
der Falzzangen an zwei zueinander versetzten Kettentrieben. Bei
der sich dadurch ergebenden paternosterartigen Umlaufbewegung werden
die Falzzangen mit den Falzformschienen stets in paralleler Anordnung
zueinander bewegt, wodurch sich besonders günstige Verhältnisse beim Einlauf und Auslauf
aus den Zuführ-
und Ausführstationen
ergeben. Vorzugsweise sind die Pressstationen zusammen mit vor-
und nachgelagerten Zuführ-
und Ausführstationen
entlang eines geradlinigen Förderabschnitts
der Falzzangen angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein geradliniger
Durchlauf der Bücher
durch die Buchform- und -pressmaschine.
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Die
Betätigung
der zueinander coplanar und collinear geführten Falzformschienen erfolgt
von außen,
wobei die Presskraft der Falzformschienen durch intern in den Falzzangen
angeordnete Druckfedern erzeugt wird. Zum Erzeugen symmetrischer Eingriffsverhältnisse
sind die beiden Falzformschienen über eine Zahnstange-Ritzel-Getriebeanordnung miteinander
zwangsverkoppelt. Zweckmäßig wird
die von außen
festgelegte Position der Falzformschienen durch ein selbsthemmendes
Exzentergesperre verriegelt. Vorteilhaft ist, dass in jeder Halteposition der
Falzzangen die Presskraft der Falzformschienen erhöht werden
kann.
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Mit
Vorteil werden die Falzformschienen durch außerhalb der bewegten Falzzangen
angeordnete, berührungsfrei
arbeitende Heizelemente erwärmt.
Die Heizelemente sind entlang der Förderstrecke angeordnet, wodurch
die Aufheizung nicht nur in den Haltepositionen sondern auch während der
Weiterbewegung der Falzzangen erfolgen kann. Die von außen erfolgende
Erwärmung
ist insofern vorteilhaft, weil das umlaufende System der Falzzangen
nicht mit Energieversorgungsleitungen verbunden werden muss. Vorzugsweise
werden die Falzformschienen induktiv erwärmt. Durch die nach unten hin
offen gestalteten Heizelemente gelangen die Falzformschienen bereits
beim Einlaufen der jeweiligen Falzzange in die Zuführstation
in den Wirkbereich der Heizelemente.
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Die
Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1 eine
schematische Vorderansicht einer Buchform- und -pressmaschine;
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2 eine
Schnittansicht einer Pressstation der Maschine gemäß Schnittlinie
II-II in 1 mit einer in Halteposition
befindlichen Falzzange.
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Wie
aus 1 ersichtlich, besteht die erfindungsgemäße Buchform-
und -pressmaschine 1 im Wesentlichen aus zwei hintereinander
angeordneten Pressstationen 3 und 4 und einer
Vielzahl von in gleichen gegenseitigen Abständen zueinander angeordneten
Falzzangen 15, welche an zwei zueinander versetzten Kettentrieben 31 und 32 angelenkt
sind. Den ortsfesten Pressstationen 3, 4 vorgeordnet
sind eine Zuführstation 6 zum
Ausrichten eines zugeführten
Buches 2 auf einem Ausrichttisch 7 und eine Vorformstation 8 zum
Vorformen der Buchdeckenfalze 2a und zum Nachformen des
Buchblocks 2b mit einer auf den Vorderschnitt des Buchblocks 2b einwirkenden,
konvexförmigen
Formschiene 9, wobei die Bücher mittels eines Klemmförderers 10 aus
der Zuführstation 6 in
die Vorformstation 8 überführt werden. Den
Pressstationen 3, 4 nachgeordnet sind eine Ausfuhrstation 11 mit
einem die Bücher 2 seitlich
einspannenden Klemmförderer 12 und
einem Niederlegeförderer 13,
wo die Bücher 2 über wendelförmig angeordnete
Förderrollen 14 in
eine flachliegende Lage überführt werden.
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Die
Pressstationen 3 und 4 weisen je ein Paar mit
veränderbarem
Abstand gegenüberliegende
Pressplatten 5 auf zum Ausüben eines Pressdruckes F1 auf die Seiten des Buches 2. Durch
dieses Ganzpressen der Bücher 2 wird
eine faltenfreie und dauerhafte Verklebung der Vorsätze des
Buchblocks 2b mit den inneren Deckelseiten der Buchdecke 2c erreicht.
Die Buchform- und -pressmaschine 1 kann durch entsprechende
Verlängerung
um weitere Pressstationen erweitert werden. Die genannten Falzzangen 15 bewirken
das sogenannte Falzeinbrennen, bei dem die Buchdeckenfalze 2a geformt und
verklebt werden. Zu diesem Zweck weisen die Falzzangen 15 je
ein Paar mit veränderbarem
Abstand gegenüberliegende
Falzformschienen 17 auf.
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Aus 2 wird
der Aufbau der Falzzangen 15 ersichtlich. In einem Rahmen 23 sind
Führungswellen 26 aufgenommen,
auf denen die Falzformschienen 17 über Schiebeführungen 22 coplanar
und collinear zueinander geführt
sind. Der jeweiligen Falzformschiene 17 mit der Schiebeführung 22 ist eine
weitere Schiebeführung 27a bzw.
b zugeordnet, wobei die beiden Schiebeführungen 22 und 27a bzw. b über eine
Druckfeder 28 und einen in der Schiebeführung 22 verschieblich
geführten
Bolzen 29 miteinander verbunden sind.
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In
Abhängigkeit
von der Distanz zwischen den Schiebeführungen 22 und 27a bzw.
b erzeugt die Druckfeder 28 eine Presskraft, mit der die
betreffende Falzformschiene 17 in den Buchdeckenfalz 2a drückt. Dabei
muss zumindest die jeweils nach außen gerichtete Bewegung der
Schiebeführungen 27a und
b blockiert sein. Die Blockierung erfolgt mit einem selbsthemmenden
Exzentergesperre in der Schiebeführung 27a,
bestehend aus einem in der Schiebeführung 27a gelagerten
Exzenter 39, der unter Verwendung eines Hebels 41 sowie über eine Drehfeder 40 in
Anlage an der in diesem Bereich abgeflachten Führungswelle 26 gehalten
wird. Beim Einwärtsbewegen
der Schiebeführung 27a wird
nur eine geringfügige
Reibung an der Führungswelle 26 erzeugt,
während
sich bei nach außen
wirkender Kraft auf die Schiebeführung 27a der
Exzenter 39 selbsthemmend an der Führungswelle 26 verriegelt. Die
Erzeugung einer gegengleichen und damit symmetrischen Position der
gegenüberliegenden
Schiebeführung 27b erfolgt über eine
Zahnstange-Ritzel-Getriebeanordnung mit jeweils an den Schiebeführungen 27a,
b befestigten Zahnstangen 36 und einem Ritzel 37,
das frei drehbar an einem Halter 38 des Rahmens 23 gelagert
ist.
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Zum
Schliessen der Falzformschienen 17 in der Vorformstation 8 drücken Pressschienen 35 einmalig
mit einem definierten Pressdruck F2 auf
die Schiebeführungen 27a,
b, wodurch eine Presskraft gleicher Größe in den Buchdeckenfalzen 2a wirksam wird.
Zur Intensivierung der Falzformung wird in den nachfolgenden Pressstationen 3, 4 die
wirksame Presskraft sukzessive erhöht, indem weitere Presschienen 35 mit
erhöhten
Pressdrücken
F2 auf die Schiebeführungen 27a, b einwirken.
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Das
Entriegeln des Exzentergesperres zum freien Verschieben der Schiebeführung 27a, b
auf der Führungswelle 26 und
damit zum Öffnen
der Falzformschienen 17 wird durch Betätigen des Hebels 41 nach
außen
vollzogen. Dies kann sowohl von Hand als auch automatisch über eine
Steuerschiene 43 in der Ausfuhrstation 11 erfolgen,
wozu diese gegen eine Kurvenrolle 42 des Hebels 41 bewegt
wird.
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Die
Falzformschienen 17 weisen je ein nasenförmig vorstehendes
Formstück
auf, das in die Buchdeckenfalze 2a unter Wärmeeinwirkung
drückt. Die
Falzformschienen 17 sind hierzu von außerhalb der Falzzangen 15 angeordneten
Heizelementen 19 induktiv beheizbar, wobei die einen U-förmigen Querschnitt
aufweisenden Heizelemente 19 einen Aufbau 17a der
Falzschienen 17 mit einem Luftspalt umschliessen. Die Falzformschienen 17 bestehen
aus einem gut leitenden Werkstoff. Hierdurch wird ein schneller
Wärmestrom
zum eigentlichen Formstück ermöglicht,
sodass mit den Heizelementen 19 eine temperaturgenaue Erwärmung der
Falzformschienen 17 und damit der Buchdeckenfalze 2a ermöglicht wird.
Gleichzeitig ergibt sich die Möglichkeit,
die Falzformschienen 17 am Ende der Bearbeitung zu kühlen, um
somit die Buchdeckenfalze 2a vor dem Öffnen der Falzformschienen 17 zu
stabilisieren. Die Schiebeführung 22 ist
durch eine Isolierplatte 18 von der Falzformschiene 17 thermisch
getrennt.
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Wie
dargelegt, sind eine Vielzahl von Falzzangen 15 zu einer
endlosen Kette aneinandergereiht. Sie werden von den beiden Kettentrieben 31, 32 entlang
einer vertikalen Umlaufbahn 16 intermittierend vorbewegt.
In 1 ist dieser Taktantrieb T durch entsprechende
Peilanordnungen symbolisch dargestellt. Aufgrund der versetzten
Anordnung der beiden Kettentriebe 31, 32 ergibt
sich eine paternosterartige Umlaufbewegung der Falzzangen 15,
wobei zwischen den Umlenkungen 33, 34 horizontale
Förderabschnitte
vorliegen. Die Pressstationen 3, 4 mit den vor-
bzw. nachgelagerten Zuführ-
und Ausführstationen 6, 8, 11 sind
entlang des oberen geradlinigen Förderabschnitts 16a angeordnet.
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Die
Falzzangen 15 sind mit seitlich am Rahmen 23 angebrachten
Laufrollen 24 in Führungen 25 geführt, die
ebenfalls die genannte Umlaufbahn 16 beschreiben. Zur Übertragung
der Antriebsbewegung auf die Falzzangen 15 ist auf jeder
Seite des Rahmens 23 diagonal gegenüberliegend die Achse einer
Laufrolle 24 verlängert
und in einem Kettenglied der jeweiligen Kette 31a bzw. 32a der
Kettentriebe 31, 32 aufgenommen. In den Anlenkungen
bzw. den betreffenden Kettenglieder ist jeweils eine weitere Laufrolle 30 gelagert.
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- 1
- Buchform-
und -pressmaschine
- 2
- Buch
- 2a
- Buchdeckenfalz
- 2b
- Buchblock
- 2c
- Buchdecke
- 3
- Pressstation
- 4
- Pressstation
- 5
- Pressplatten
- 6
- Zuführstation
- 7
- Ausrichttisch
- 8
- Vorformstation
- 9
- Formschiene
- 10
- Klemmförderer
- 11
- Ausfuhrstation
- 12
- Klemmförderer
- 13
- Niederlegeförderer
- 14
- Förderrolle
- 15
- Falzzange
- 16
- Umlaufbahn
- 16a
- geradliniger
Förderabschnitt
- 17
- Falzformschiene
- 17a
- Aufbau
- 18
- Isolierplatte
- 19
- Heizelement
- 22
- Schiebeführung
- 23
- Rahmen
- 24
- Laufrolle
- 25
- Führung
- 26
- Führungswelle
- 27a,
b
- Schiebeführung
- 28
- Druckfeder
- 29
- Bolzen
- 30
- Laufrolle
- 31
- Kettentrieb
- 31a
- Kette
- 32
- Kettentrieb
- 32a
- Kette
- 33
- Antriebskettenrad
- 34
- Umlenkkettenrad
- 35
- Pressschiene
- 36
- Zahnstange
- 37
- Ritzel
- 38
- Halter
- 39
- Exzenter
- 40
- Drehfeder
- 41
- Hebel
- 42
- Kurvenrolle
- 43
- Steuerschiene
- F1
- Pressdruck
- F2
- Pressdruck
- T
- Taktantrieb
- II-II
- Schnittverlauf 2