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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Binden von Stapeln aus Flachteilen,
insbesondere von Papierblöcken
und Büchern,
mit einer Bindemittelauftragseinrichtung zum Auftrag von flüssigem Bindemittel
entlang einer Schmalseite des Stapels durch Relativbewegung der
Schmalseite des Stapels und der Bindemittelauftragseinrichtung zueinander.
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Derartige
Vorrichtungen befinden sich in vielfältiger Form im praktischen
Einsatz und werden insbesondere für das Binden von Büchern verwendet. Es
hat sich jedoch gezeigt, dass die herkömmlichen Vorrichtungen nicht
mit der heute geforderten Präzision
arbeiten, verhältnismäßig viel
Bindemittel benötigen,
einen relativ hohen Energieverbrauch haben, gegen Staub und Schmutz
anfällig
sind und/oder eine relativ große
Bauform bzw. einen relativ hohen Platzbedarf erfordern. Diese beispielhaft
nur aufgezählten Nachteile
führen
außerdem
zu relativ hohen Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die zuvor
erwähnten Nachteile
im wesentlichen vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung zum Binden von Stapeln aus Flachteilen, insbesondere
von Papierblöcken
und Büchern,
mit einer Bindemittelauftragseinrichtung zum Auftrag von flüssigem Bindemittel
entlang einer Schmalseite des Stapels durch Relativbewegung der
Schmalseite des Stapels und der Bindemittelauftragseinrichtung zueinander,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelauftragseinrichtung
eine Schlitzdüse
aufweist, die sich winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zur Richtung
der Relativbewegung erstreckt und zur Abgabe von durch Strahlung
härtbares
Bindemittel vorgesehen ist, und eine Strahlenquelle zum Härten des
Bindemittels benachbart zur Bindemittelauftragseinrichtung positioniert
ist.
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Demnach
besteht die Erfindung in der Verwendung einer Schlitzdüse zur Abgabe
von durch Strahlung härtbares
Bindemittel in Kombination mit der benachbarten Anordnung einer
Strahlenquelle zum Härten
dieses Bindemittels. Die Verwendung einer Schlitzdüse, die
per se bereits bekannt ist (z.B. aus der
DE 195 18 604 A1 und der
korrespondierenten
US
5,1262,993 A ), ermöglicht
eine gezielte Dosierung und einen gezielten Auftrag im wesentlichen über die
gesamte Breite der zu bindenden Schmalseite des Stapels bzw. des
zu bindenden Buchrückens,
so dass nicht mehr Bindemittel als nötig verbraucht wird. Der mit
der Erfindung zu realisierende geringe Verbrauch von Bindemitteln
resultiert ferner aber auch aus dem Umstand, dass die Schlitzdüse gewöhnlich Teil
eines sog. geschlossenen Systems ist. Außerdem ist die Verwendung einer
Schlitzdüse in
einem geschlossenen System weniger anfällig gegen Staub und Schmutz,
was gerade in dem hier betreffenden Anwendungsgebiet von großer Wichtigkeit ist,
da gewöhnlich
direkt vor dem Binden die zu bindende Schmalseite des Stapels mittels
Schneidwerkzeugen und/oder durch Fräsen oder eine sonstige spanabhebende
Bearbeitung entsprechend präpariert
wird. Durch die benachbarte Positionierung der Strahlenquelle lässt sich
der Auftragsbereich des Bindemittels auf der Schmalseite des Stapels
bzw. den Buchrücken
gezielt und somit mit der ge wünschten
Intensität
beleuchten, wodurch sich eine gezielte und somit schnelle Härtung des
aufgetragenen Bindemittels realisieren lässt.
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Nach
alledem führt
die erfindungsgemäße Konstruktion
nicht nur zu einer höheren
Qualität
und zu einem sparsamen Energieverbrauch, sondern auch zu einer platzsparenden
Bauweise der gesamten Vorrichtung. Schließlich lassen sich mit der erfindungsgemäßen Konstruktion,
die im übrigen
auch an jeder herkömmlichen
Bindevorrichtung nachgerüstet werden
kann, sowohl die Herstellungs- als auch die Betriebs- und Wartungskosten
senken.
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Vorzugsweise
ist das Bindemittel durch ultraviolette Lichtstrahlung härtbar und
ist demnach die Strahlenquelle eine UV-Lichtstrahlenquelle. Zweckmäßigerweise
wird hierfür
Polyurethan verwendet.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführung
der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Strahlenquelle
in einer festen Relativposition zur Bindemittelauftragseinrichtung
befindet. Durch eine derartige feste Relativpositionierung lässt sich
mit besonders hoher Genauigkeit die gewünschte gezielte Bestrahlung
des Bindemittelauftragsbereiches auf der Schmalseite des Stapels
realisieren. Für
den Fall, dass zur Befestigung der Bindemittelauftragseinrichtung
eine entsprechende Halterung vorgesehen ist, sollte die Strahlenquelle
ebenfalls an dieser Halterung befestigt sein, wodurch auch auf besonders
einfache Weise die angestrebte feste Relativpositionierung ermöglicht wird.
Wenn ein die Bindemittelauftragseinrichtung im wesentlichen aufnehmendes
Gehäuse
vorgesehen ist, sollte die Strahlenquelle im wesentlichen ebenfalls
an und/oder in einem solchen Gehäuse
angeordnet sein, um auf besonders einfache Weise die angestrebte
feste Relativpositionierung zu erzielen.
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Falls
zum Kühlen
der Strahlenquelle eine Kühleinrichtung
benötigt
wird, sollte vorzugsweise hierfür
eine Wasserkühleinrichtung
verwendet werden. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Luftkühlung bleibt
der Auftrag des Bindemittels durch eine Wasserkühlung vollkommen unbeeinflusst.
Außerdem
führt eine
Wasserkühlung
zu keinerlei Staub- und Schmutzbildung, erfordert also keine Abluftfilter o.dgl.
und ist somit nahezu wartungsfrei. Schließlich lässt sich mit einer Wasserkühlung die
Strahlenquelle besonders gezielt kühlen und kommt der Forderung nach
einer platzsparenden Bauweise der gesamten Vorrichtung entgegen.
Somit bildet die Verwendung einer Wasserkühlung einen weiteren wichtigen
bevorzugten Aspekt der Erfindung.
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Vorzugsweise
kann eine in den Strahlengang des von der Strahlenquelle erzeugten
Strahls bewegbare Blende vorgesehen sein, wodurch sich nahezu verzögerungsfrei
der Lichtstrahl und somit die Wirkung der Strahlenquelle unterbrechen
lässt. Dies
ist in einer so kurzen Zeit mit einem normalen Ein- und Ausschalten
der Strahlenquelle nicht zu erreichen, da insbesondere beim Einschalten
der Strahlenquelle diese gewöhnlich
erst eine gewisse Zeit benötigt,
bis sie ihre volle Wirkung entfaltet. Außerdem führt ein häufiges Ein- und Ausschalten
zu einem erhöhten
Verschleiß der
Strahlenquelle. Somit trägt
diese Ausführung
zu einer erhöhten
Verarbeitungsgeschwindigkeit bei.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführung sollte
eine Halteeinrichtung zum Halten des Stapels so ausgebildet sein,
dass der Stapel mit seiner zu bindenden Schmalseite im wesentlichen
oberhalb der Bindemittelauftragseinrichtung positionierbar ist.
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Ferner
kann wahlweise die Strahlenquelle so angeordnet und ausgebildet
sein, dass der von ihr erzeugte Strahl nach oben gerichtet ist.
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Vorzugsweise
ist die Strahlenquelle hinsichtlich Position, Abstand und Winkel
gegenüber
der Schmalseite einstellbar.
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Zweckmäßigerweise
sind die Bindemittelauftragseinrichtung und die Strahlenquelle stationär und eine
Halteeinrichtung zur Halterung des Stapels bewegbar angeordnet,
um den Stapel mit seiner Schmalseite an der Bindemittelauftragseinrichtung und
der Strahlenquelle entlang zu führen.
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An
dieser Stelle sei noch angemerkt, das die erfindungsgemäße Vorrichtung
nicht nur dafür
vorgesehen ist, dass Bindemittel zur Verbindung der Flachteile eines
Stapels miteinander entlang dessen einer Schmalseite, also beispielsweise
der Seiten eines Buches entlang des Buchrückens, zu verwenden, sondern
kann wahlweise noch dafür
vorgesehen sein, das Bindemittel auf der Schmalseite des Stapels
bzw. auf dem Buchrücken
so aufzutragen, dass es auch noch zur Befestigung eines im wesentlichen flächigen Abdeckelementes
wie beispielsweise eines Buchrückenschildes
verwendet werden kann.
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Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 schematisch
in Draufsicht eine Vorrichtung zum Binden von Buchblöcken gemäß einer bevorzugten
Ausführung
der Erfindung mit einer Bindemittelauftragseinrichtung und einer
Strahlenquelle, wobei zur besseren Darstellung der einzelnen Arbeitsschritte
ein erster Buchblock vor Eintritt in die Vorrichtung, ein zweiter
Buchblock an der Bindemittelauftragseinrichtung, ein dritter Buchblock
an der Strahlenquelle und ein vierter Buchblock nach Austritt aus
der Vorrichtung dargestellt sind; und
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2 schematisch
in Seitenansicht die Anordnung von 1.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung dient
in erster Linie zum Binden von Buchblöcken 2, kann aber
auch zum Binden von Papierblöcken
oder ganz allgemein von Stapeln aus nahezu beliebigen Flachteilen
verwendet werden.
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Die
dargestellte Vorrichtung weist eine Bindemittelauftragseinrichtung 4 auf,
die an einen flüssiges
Bindemittel enthaltenden Behälter 6 angeschlossen
ist. Die Bindemittelauftragseinrichtung 4 weist eine Schlitzdüse 8 auf,
die nur in 1 gestrichelt dargestellt und
zusammen mit dem Behälter 6 Teil
eines in der Bindemittelauftragseinrichtung 4 vorgesehenen
geschlossenen Systems ist. Als Bindemittel wird im dargestellten
Ausführungsbeispiel
flüssiges Polyurethan
verwendet, das im Behälter 6 gespeichert
und durch die erwähnte
Schlitzdüse
abgegeben wird. Das Bindemittel ist nur in 2 als von
der Schlitzdüse 8 (1)
abgegebener Sprühstrahl 14 in Form
einer gestrichelten Linie schematisch dargestellt.
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Benachbart
zur Bindemittelauftragseinrichtung 4 ist in fester Relativposition
zu dieser eine Lichtstrahlenquelle 12 zur Erzeugung einer
ultravioletten Lichtstrahlung 14 angeordnet. Die von der Strahlenquelle 12 erzeugte
ultraviolette Lichtstrahlung 14 dient zur Härtung des
von der Bindemittelauftragseinrichtung 4 auf den Buchrücken 2a aufgetragenen
Bindemittels. Die UV-Lichtstrahlenquelle 12 enthält zur Kühlung eine
Wasserkühleinrichtung,
von der in 2 nur ein externer Anschlussstützen 16 erkennbar
dargestellt ist. Frontseitig im Abstand zur Strahlenquelle 12 ist
eine Blende 18 gelagert, die in den Strahlengang der ultravioletten
Lichtstrahlung 14 hineinbewegbar ist, um die Strahlenquelle 12 bei
Bedarf abzudunkeln.
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Die
Bindemittelauftragseinrichtung 4 und die Strahlenquelle 12 sind
gemeinsam von einer Halterung 20 getragen und an dieser
befestigt, welche nur in 1 erkennbar und dort als rechteckiges
Fundament schematisch dargestellt ist. Zusätzlich oder alternativ ist
es auch denkbar, die Bindemittelauftragseinrichtung 4 und
die Strahlenquelle 12 in einem Gehäuse anzuordnen, wobei wahlweise
die Strahlenquelle 12 nicht in, sondern an einem solchen
Gehäuse
befestigen werden kann.
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Die
Bindemittelauftragseinrichtung 4 und die Strahlenquelle 12 befinden
sich nicht nur in benachbarter, fester Relativposition zueinander,
sondern sind im dargestellten Ausführungsbeispiel auch stationär angeordnet,
während
der zu bindende Buchblock 2 an der Bindemittelauftragseinrichtung 4 und anschließend an
der Strahlenquelle 12 vorbeibewegt wird, wie die 1 und 2 schematisch
erkennen lassen. In den 1 und 2 ist der
Buchblock 2 in vier verschiedenen Arbeitsstellungen gezeigt,
und zwar von links nach rechts in einer ersten Position vor Eintritt
in die Vorrichtung, in einer zweiten Position an der Bindemit telauftragseinrichtung 4,
in einer dritten Position an der Strahlenquelle 12 und
in einer vierten Position nach Verlassen der Vorrichtung.
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Wie
die 1 und 2 ferner erkennen lassen, wird
der Buchblock 2 in Richtung des Pfeils A entlang eines
Transportweges bewegt, der Teil einer Prozesslinie einer nicht dargestellten
Anlage ist. Vor Eintritt in die beschriebene Vorrichtung wird in
vorgeschalteten, in den Figuren nicht dargestellten Vorrichtungen
aus losen Blättern
der Buchblock hergestellt und entsprechend ausgerichtet. Ferner
wird der zu bindende Buchrücken
z.B. durch Schneiden oder Fräsen
hergestellt.
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Für den in
den 1 und 2 schematisch dargestellten
Transport des Buchblockes 2 ist eine nicht dargestellte
Halterung vorgesehen, die nicht nur, vorzugsweise mit Hilfe flächiger Klemmelemente,
den Buchblock 2 hält,
sondern diesen auch entlang des Transportweges in Richtung des Pfeils
A durch die Vorrichtung bewegt. Dabei ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
jene Halterung so angeordnet und ausgebildet, dass der Buchblock 2 mit
seinem zu bindenden Buchrücken 2a oberhalb
der Bindemittelauftragseinrichtung 4 und der Strahlenquelle 12 vorbeibewegt
wird, wie insbesondere 2 erkennen lässt. Somit ist die Bindemittelauftragseinrichtung 4 so
ausgebildet, dass sie das Bindemittel nach oben in Richtung auf
den darüber
liegenden Buchrücken 2a abgibt.
Die Schlitzdüse 8 erstreckt sich
winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zur Bewegungsrichtung gemäß Pfeil
A und vorzugsweise über die
gesamte Breite des Buchrückens 2a.
Der Abstand zwischen der Schlitzdüse 8 und dem Buchrücken 2a sollte
zum Zwecke eines wirkungsvollen und gezielten Auftrages des Bindemittels
verhältnismäßig gering
sein.
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Nach
Verlassen der Bindemittelauftragseinrichtung 4 erfolgt
eine Bestrahlung des mit dem Bindemittel versehenen Buchrückens 2a durch
die von der Strahlenquelle 12 erzeugte ultraviolette Lichtstrahlung 14.
Hierzu muss die Blende 18 den Strahlengang der Lichtstrahlung 14 freigeben,
damit diese den Buchrücken 2a erreicht.
Da im dargestellten Ausführungsbeispiel
der Buchblock 2 mit seinem zu bindenden Buchrücken 2a auch
oberhalb der Strahlenquelle 12 geführt wird, wie insbesondere 2 erkennen
lässt,
muss ebenfalls die Strahlenquelle 12 so angeordnet und
ausgebildet sein, dass die von ihr erzeugte Lichtstrahlung 14 nach
oben auf den Buchrücken 2a des
Buchblockes 2 gerichtet ist. In Abhängigkeit von den Härtungseigenschaften
des Bindemittels gibt die Blende 18 die Lichtstrahlung 14 für einen
bestimmten Zeitraum frei, bevor der Buchblock 2 dann die
Strahlenquelle 12 und somit die Vorrichtung verlässt. Die
in den Strahlengang der Lichtstrahlung 14 bewegbare Blende 18 dient
nicht nur zur Steuerung des Härteprozesses,
sondern auch für
den Fall einer Unterbrechung der Produktion dazu, die Abstrahlung
von dann unerwünschter
ultravioletter Lichtstrahlung zu verhindern.
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Wie
die 1 und 2 schematisch anhand der Doppelpfeile
B, C und D zeigen, ist die Strahlenquelle 12 hinsichtlich
Position, Abstand und Winkel gegenüber dem Buchrücken 2a des
Buchblockes 2 einstellbar. Diese Einstellung kann wahlweise manuell
oder automatisch durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung
erfolgen.
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Während der
Produktion kann die für
die Strahlenquelle 12 benötigte Energie automatisch beispielsweise
an unterschiedliche Bearbeitungsgeschwindigkeiten und unterschiedliche
Eigenschaften verschiedener verwendeter Substrate entsprechend angepasst
werden. Hierzu kann eine in den Figuren nicht dargestellte Steuerungseinrichtung
vorgesehen sein, die außerdem
auch die Abgabe des Bindemittels durch die Bindemittelauftragseinrichtung 4 entsprechend
steuert.