DE19859333A1 - Buchfertigungsstraße - Google Patents

Abstract

Eine Buchfertigungsstraße mit einer Anzahl von Bearbeitungsstationen und mit einer die Buchblocks von einer Einfuhr übernehmenden und zu den Bearbeitungsstationen fördernden Transporteinrichtung ist aus Einzelmodulen mit Bearbeitungsstationen (5-10) mit Funktionen wie Ausrichten und Vorformen (A), Runden und Abpressen (B), Beleimen und Begazen (C), Beleimen, Hinterkleben und Kapitalen (D), Einhängen (E) von Buchblocks (1), ggf. mit einer Bearbeitungsstation Pressen und Formen (F) der Bücher (1b), zusammensetzbar und die Einzelmodule (A-F) sind über eigene Bedienfelder getrennt bedienbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Buchfertigungsstraße mit einer Anzahl von Bearbei­ tungsstationen und mit einer die Buchblocks von einer Einfuhr übernehmenden und zu den Bearbeitungsstationen fördernden Transporteinrichtung.

In bekannten Buchfertigungsstraßen der genannten Bauart finden gekoppellte An­ triebe mit einem zentralen Motor und einer Hauptwelle sowie Steuerkurven und Gelenkgetriebe zum Übertragen der Bewegungen Verwendung. Durch die mecha­ nisch verbundenen Antriebe laufen die Bewegungen von Werkzeugen, Material­ transport und Handhabungseinrichtungen zwangsläufig ab.

Die mechanische Kopplung der Bewegungen erschwert beim Einrichten und Inbe­ triebnehmen der Buchfertigungsstraße eine Vorprüfung einzelner Bearbeitungssta­ tionen, da die mechanische Grundeinstellung und Prüfung erst nach der Synchro­ nisation über die Hauptwelle möglich ist.

Zum Umrüsten der Buchfertigungsstraße auf andere Buchformate oder Ausstattun­ gen können die Stationen nur nach Abkuppeln von der Hauptwelle und Einschalten von Einzelantrieben getrennt voneinander betrieben werden. Die Abfolge der Be­ arbeitungs- und Transportfunktionen ist zwangsläufig festgelegt, eine flexible Vor­ gabe ist nur bedingt möglich.

Die Übertragung und Umlenkung der Antriebsleistung verlangt eine Vielzahl an mechanischen Bauteilen, verbunden mit einer zeitaufwendigen Montage und Ein­ stellung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Buchfertigungsstraße der gattungs­ gemäßen Bauart zu schaffen, die eine hohe Flexibilität hinsichtlich des Ablaufs der Bearbeitungsfunktionen ermöglicht, leistungsabhängige Einflüsse auf das Bearbei­ tungsergebnis ausschließt, mit kurzen Inbetriebnahmezeiten auskommt und ein­ fach zu bedienen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Mit dem erfindungsgemäßen Antriebs-Steuerungs-Bedienkonzept wird ein Weg aufgezeigt, der die Forderungen nach hoher Flexibilität, kurzen Rüstzeiten, einfa­ cher Bedienung, modularem Aufbau mit vorprüfbaren Einheiten und kurzen Inbe­ triebnahmezeiten erfüllt. Durch direkte Kopplung lassen sich Einzelmodule zu einer ausbaubaren Buchfertigungsstraße zusammensetzen.

Die Bearbeitungsfunktionen laufen als ereignisgesteuerte Schrittketten ab, d. h. die Abfolge der Funktionen wird von dezentralen Steuerungen der Module vorgege­ ben.

Die getrennte Bedienung der einzelnen Stationen wird durch die dezentrale Steue­ rung und die Ausstattung jedes Moduls mit einem eigenem Bedienfeld erreicht. An den Bedienfeldern sind nur die Funktionen des jeweiligen Moduls und einige über­ geordnete Funktionen schaltbar. Durch die flexible Belegung der Funktionstasten können die Bedienfelder an die jeweiligen Funktionen angepaßt werden. Auf die wichtigsten Bearbeitungsfunktionen, Aggregate und Verstellachsen ist über die Funkti­ onstasten ein direkter Zugriff gegeben.

Durch die getrennten Einzelantriebe in den jeweiligen Modulen läßt sich die Inbe­ triebnahme der Buchfertigungsstraße vereinfachen und eine Vorprüfung einzelner Module in der Montage ermöglichen.

Da die Schritte in den einzelnen Modulen unabhängig voneinander ausgelöst wer­ den können, kann das Umrüsten auf ein anderes Buchformat durch mehrere Be­ diener gleichzeitig erfolgen, was zur Rüstzeitverkürzung beiträgt, indem nachfol­ gende Module bereits vorbereitet werden können. Zur letzten Feineinstellung sind dann Buchblocks oder Buchdecken aus der vorherigen Bearbeitungsstation erfor­ derlich. Außerdem kann das Rüsten durch Zusammenfassen mehrerer Einzelschrit­ te zu Bearbeitungssequenzen mit definierten Start- und Haltepunkten, durch das Wiederholen eines Schrittes oder durch das Überspringen von Schritten erleichtert werden.

In Abhängigkeit von der Ausstattung oder der geforderten Bearbeitung des Buches kann der Funktionsablauf flexibel vorgegeben werden. Bei einfachen Büchern kann z. B. das Runden und Abpressen entfallen, schwierige Produkte können mehrfach abgepreßt werden, das Beleimen läßt sich ein- und ausschalten. Falls eine Bear­ beitungsstation ausgeschaltet oder z. B. bei Leertakten kein Buchblock oder keine Buchdecke zu bearbeiten ist, wird auch keine Bewegung ausgelöst. Bei einer Stö­ rung wird die ereignisgesteuerte Schrittkette in dem gestörten Schritt unterbrochen, so daß eine einfache Diagnose und Behebung der Störung gegeben ist. Die nicht gestörten Module beenden ihre Bearbeitung, dadurch wird Ausschuß verringert und nachfolgende Stopper lassen sich vermeiden.

Da die Funktionen Runden, Abpressen oder Beleimen auch bei Formatänderungen immer mit gleichen Geschwindigkeiten ablaufen, werden geschwindigkeitsabhängi­ ge Einflüsse auf das Arbeitsergebnis vermieden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes darge­ stellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Buchfertigungsstraße im Grundriß in schematischer Darstellung;

Fig. 2 die Bearbeitungsstation Runden im Einzelmodul "B" im Schnitt;

Fig. 3 die Bearbeitungsstation Hinterkleben und Kapitalen im Einzelmodul "C" im Schnitt.

Die Buchfertigungsstraße kann aus der Bearbeitungsstation 5 mit den Funktionen Ausrichten und Vorformen, den Bearbeitungsstationen 6 und 7 mit den Funktionen Runden und Abpressen, den Bearbeitungsstationen 8a und 8 mit den Funktionen Rückenbeleimen und Begazen, den Bearbeitungsstationen 9a und 9 mit den Funk­ tionen Rückenbeleimen und Hinterkleben mit Kapitalen und aus den Bearbei­ tungsstationen 10, 10a und 10b mit den Funktionen Einhängen der Buchblocks mit Seitenbeleimen und Runden von Buchdecken und aus einer Einfuhr und einer Ausfuhr bestehen. Die Bearbeitungsstationen 5 bis 10 befinden sich in Einzelmodu­ len "A" bis "E", die in der Art eines Baukastensystems durch direkte Kopplung zu einer Buchfertigungsstraße in verschiedenen Ausstattungsvarianten zusammen­ setzbar sind.

Die Bearbeitungsstationen vom Ausrichten und Vorformen 5 bis zum Hinterkleben und Kapitalen 9 sind in einem definierten Taktabstand "x" zueinander angeordnet. Über eine von einem Antriebsmotor 3 intermittierend angetriebene durchgängige Transporteinrichtung 2 mit endlosen Stollenketten und Kettenführungssegmenten 2a der Einzelmodule werden Buchblocks 1 geklemmt gehalten und von der Einfuhr zu den einzelnen Bearbeitungsstationen "A" bis "D" in eine auf Mitte 4 der Buch­ blockhöhe ausgerichtete Position bis zur Bearbeitungsstation Einhängen "E" geför­ dert, um von einem Anschlußförderer 15 übernommen und nach Zuführen einer im Rücken gerundeten Buchdecke 1a eingehängt zu werden. Über eine Ausfuhr und einen weiteren Förderer 16 gelangen die Bücher 1b in eine Formpress-Station "F" als weiteres Einzelmodul.

Die Einzelmodule "A" bis "E" weisen das Rastermaß "y" auf, das in einem einem Vielfachen der Kettenteilung der Transporteinrichtung 2 entsprechenden Taktab­ stand "x" liegt.

Erfindungsgemäß werden die Funktionen in den Bearbeitungsstationen 5 bis 10 der einzelnen Module "A" bis "E" und in dem Einzelmodul "F" zum Pressen und Formen der Bücher 1a über eigene motorische, hydraulische und pneumatische Antriebe ausgeführt.

Lediglich beispielhaft sind in den Fig. 2 und 3 in den Modulen "B" und "C" die Bearbeitungsstationen 6 und 8 mit eigenen Antrieben für die Funktionen Runden und Hinterkleben beschrieben. Die Buchblocks 1 gelangen aus der Ausricht- und Vorformstation "A" kommend in die Bearbeitungsstation 6 zum Runden der Buch­ blocks 1, in der sie von walzenförmigen Rundesegmenten 22 übernommen werden, die nach Freigabe des Buchblocks 1 durch die Transporteinrichtung 2 auf beide Seiten des Buchblocks 1 durch eine definierte Abwälzbewegung sowie durch Druck einwirken.

Die Vorrichtung zum Rückenrunden weist zwei Rundeköpfe 20 auf, in denen die Rundesegmente 22 gelagert sind und die von einem Hydraulikzylinder 21 über An­ triebsmittel auf vertikalen Säulen 23 von Schlitten 24 synchron verfahrbar sind. Über einen Zahnrad-Zahnstangentrieb 26 wird die Drehbewegung der Rundeseg­ mente 22 aus der Vertikalbewegung abgeleitet. Zum Aufbringen der Preßkraft auf die Seiten des Buchblocks 1 werden die Schlitten 24 mit den Säulen 23 über einen Hydraulikzylinder 25 auf Horizontalführungen 30 zur Mitte der Transporteinrichtung 2 synchron verschoben, indem an den beiden Schlitten 24 gleich lange Koppel­ stangen 27 mit in einer zur Mitte der Transporteinrichtung 2 orientierten Geradfüh­ rung 28 laufenden Kulissenrollen 29 angelenkt sind.

Anhand der zweiten in der Fig. 3 beispielhaft mit eigenen Antrieben dargestellten Bearbeitungsstation 8 des Einzelmoduls "C" wird die Funktion Hinterkleben und Kapitalen der gerundeten und abgepreßten Buchblocks 1 beschrieben. Die Trans­ porteinrichtung 2 überführt die Buchblocks 1 taktgemäß von den Bearbeitungssta­ tionen 6 und 7 zum Runden und Abpressen in die Bearbeitungsstation 8a zum Auftragen eines Klebstoffs auf den Rücken eines Buchblocks 1 und von dort weiter in die Bearbeitungsstation 8 zum Aufbringen eines Hinterklebematerials 32 zur Rückenstabilisierung des Buchblocks 1 mit gleichzeitigem Anbringen eines Kapi­ talbandes 52. Auf das Hinterklebematerial 32 wird über Düsen 50 am Fuß und Kopf ein schmaler Streifen Dispersionsklebstoff aufgetragen und das von Spulen 51 zu­ geführte Kapitalband 52 auf das Hinterklebematerial 32 geklebt und beides ge­ meinsam auf den Rücken eines Buchblocks 1 aufgebracht. Von einer Vorratsrolle 31 mit zugeordneter Tänzerrolle 37 wird das Hinterklebematerial 32 über eine von einem Schrittmotor 33 schrittweise angetriebene Abzugsrolle 34 mit Gegenrolle 35 in einer der Buchblockdicke entsprechenden Länge abgezogen und über eine Umlenkrolle 38 und ein Umlenkblech 39 einem schwenkbaren Tisch 40 zugeführt und dabei von mit dem Vorschub gekoppelten Rollenmessern 36 auf eine der Buchblockhöhe entsprechende Breite geschnitten. Zum Fixieren des Hinterklebe­ materials 32 mit dem angeklebten Kapitalband 52 auf dem Tisch 40 ist dieser mit Saugluft beaufschlagbar. Im Tisch 40 integriert befindet sich ein Gegenmesser 41, das zum Ablängen des Hinterklebematerials 32 zusammen mit dem Kapitalband durch Schwenken des Tisches 40 mit einem Obermesser 42 in Wirkverbindung gebracht wird. Zum Überführen des abgelängten Hinterklebestreifens 32 mit dem Kapitalband 52 auf den Rücken eines Buchblocks 1 vollzieht der Tisch 40 eine Schwenkbewegung um eine im Maschinengestell 43 gelagerte Drehachse 44, ge­ steuert über einen mit Druckluft beaufschlagten Arbeitszylinder 45 und einen Zahn­ rad-Zahnstangenantrieb 46. Über einen mit einer Auflage 47 aus einem elastischen Material bestückten im Maschinengestell 43 gelagerten Schwenkhebel 48, der von einem mit Druckluft beaufschlagten Arbeitszylinder 49 seine Schwenkbewegung erhält, erfolgt das Andrücken des Hinterklebematerialstreifens 32 mit dem Kapital­ band 52 auf den Rücken des Buchblocks 1 nach Zurückschwenken des Tisches 40.

Die Modularität der Buchfertigungsstraße wird durch dezentrale Steuerungen 12 der Einzelmodule "A" bis "F" und eine getrennte. Bedienung der einzelnen Bearbei­ tungsstationen über Bedienfelder 18 mit Steuerung 13 erreicht. An den Bedienfel­ dern 18 sind die Funktionen des zugehörigen Moduls und einige übergeordnete Funktionen schaltbar. Durch flexible Belegung der Funktionstasten können die Bedienfelder 18 an die jeweiligen Funktionen angepaßt werden. Die Bearbeitungs­ funktionen laufen als ereignisgesteuerte, von den dezentralen Steuerungen 12 vorgegebene Schrittketten ab. Auf die wichtigsten Bearbeitungsfunktionen, Aggre­ gate und Verstellachsen kann über die Funktionstasten direkt zugegriffen werden. Durch eine übergeordnete Steuerung 14 ist der Buchblocktransport mit den Bear­ beitungsstationen koordiniert.

Im Einrichtbetrieb wird durch die Funktion "Einfuhrsperre auf' ein Buchblock 1 in die Buchfertigungsstraße gefördert, bearbeitet und bis zum definierten Haltepunkt in dem Modul, von dem die Funktion ausgelöst wurde, transportiert. Im Modul er­ folgt die Weiterbearbeitung des Buchblocks 1 durch Freigeben von Einzelschritten. Die Haltepunkte sind dabei definiert, je nach Modul läuft jeweils eine festgelegte Bearbeitungssequenz ab. Infolge des flexiblen Funktionsablauf können verschie­ dene Varianten der Schrittkette durchlaufen werden.

Dadurch kann beispielhaft beim Rüsten der Buchdeckenzufuhr bereits der folgende Buchblock 1 vom Einhängemodul "E" angefordert werden. Während man in der Buchdeckenzufuhr noch Bauteile austauscht oder Feineinstellungen vornimmt, können in den vorausgehenden Stationen die Funktionen Runden und Abpressen 6 und 7, Begazen 8, Hinterkleben und Kapitalen 9 erfolgen. Durch die entkoppelten Antriebe werden dabei in der Buchdeckenzufuhr keine Bewegungen ausgelöst.

Im Modul Runden und Abpressen "B" kann die Bearbeitung des Buchblocks 1 nach dem Runden 6 abgebrochen werden und der Buchblock 1 zu einer Entnahmestati­ on transportiert werden, falls das Rundeergebnis nicht ausreichend ist. Die Funkti­ on Buchblocktransport kann von jedem Bedienfeld 18 ausgelöst werden, wodurch der Weitertransport der Stollenkette um einen Taktabstand mit dem vorgegebenen Bewegungsprofil ausgelöst wird.

Bei problematischen Buchblocks 1 kann beim Abpressen 7 eine zweite Schwenk­ bewegung des Formklotzes vorgegeben werden; die anderen Stationen müssen entsprechend der längeren Bearbeitungszeit warten.

Durch die Einzelantriebe läßt sich die Inbetriebnahme der Module wesentlich ver­ einfachen. Zudem ist eine Vorprüfung der Stationen in der Montage der Module gegeben. Da die Schritte in den einzelnen Stationen unabhängig voneinander aus­ gelöst werden können, läßt sich das Umrüsten auf ein anderes Format des Buch­ blocks 1 durch mehrere Bediener gleichzeitig durchführen, was die Rüstzeit deut­ lich verkürzt.

Claims (8)

1. Buchfertigungsstraße mit einer Anzahl von Bearbeitungsstationen und mit einer die Buchblocks von einer Einfuhr übernehmenden und zu den Bearbei­ tungsstationen fördernden Transporteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchfertigungsstraße aus Einzelmodulen mit Bearbeitungsstationen (5-10) mit Funktionen wie Ausrichten und Vorformen (A), Runden und Ab­ pressen (B), Beleimen und Begazen (C), Beleimen, Hinterkleben und Kapita­ len (D), Einhängen (E) von Buchblocks (1), ggf. mit einer Bearbeitungsstation Pressen und Formen (F) der Bücher (1b), zusammensetzbar ist und die Ein­ zelmodule (A-F) über eigene Bedienfelder (18) getrennt bedienbar sind.

2. Buchfertigungsstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsstationen (5-10) zum Ausführen der Funktionen eigene Antrie­ be (21, 25, 33, 45, 49) aufweisen und getrennt bedienbar sind und die Abfol­ ge der Funktionen über dezentrale Steuerungen (12) in Schrittketten vorgeb­ bar und kontrollierbar ist.

3. Buchfertigungsstraße nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese durch direkte Kopplung von Einzelmodulen (A-E) zu einer Straße mit einer durchgängigen Transporteinrichtung (2) zusammensetzbar und ausbau­ bar ist.

4. Buchfertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ablauf der Funktionen über die dezentralen Steuerungen (12) der Einzelmodule (A-E) in ereignisgesteuerten Schrittketten vorgebbar ist.

5. Buchfertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Einzelantriebe (21, 25, 33, 45, 49) für Funktionen und Bewe­ gungen in den Bearbeitungsstationen (5-10) über eine Ablaufsteuerung (13) regelbar sind.

6. Buchfertigungsstraße nach einem der Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch in definierten Taktabständen (x) angeordnete, zueinander auf Mitte (4) der Buchblockhöhe ausgerichtete Bearbeitungsstationen (5-10) durch eine von der Einfuhr bis zu dem Einzelmodul Einhängen (E) durchgängige, von ei­ nem Antriebsmotor (3) intermittierend antreibbare Transporteinrichtung (2) zum Verbringen der Buchblocks (1) zu den einzelnen Bearbeitungsstationen (5-10) in eine auf Mitte (4) der Buchblockhöhe ausgerichtete Position.

7. Buchfertigungsstraße nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Transporteinrichtung (2) aus die Buchblocks (1) einklem­ menden endlosen Platten- oder Stollenketten oder dgl. Fördermittel besteht und die Einzelmodule (A-E) ein Rastermaß (y) aufweisen, das in einem ei­ nem Vielfachen der Kettenteilung entsprechenden Taktabstand (x) liegt.

8. Buchfertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn­ zeichnet durch eine übergeordnete Steuerung (14) zur Koordination der An­ triebe (21, 25, 33, 45, 49) für die Funktionen und Bewegungen in den Bear­ beitungsstationen (5-10) mit dem Antrieb (3) für die Bewegung der Trans­ porteinrichtung (2).