DE3510878A1 - Zyklisch arbeitende maschine zum sammeln von signaturboegen - Google Patents

Description

ίο

Vertreter:

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Adolf H. Fischer

Dipl.-Ing. Wolf-Dieter Fischer

Kurfürstenstraße 32

6700 Ludwigshafen/Rh.

15 i 20 25 .

30

Anmelder:

McCain Manufacturing Corporation 6200 West 60th Street Chicago, Illinois USA

Zyklisch arbeitende Maschine zum Sammeln von Signaturbögen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zyklisch arbeitende Maschine zum Sammeln von Signaturbögen gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

An vielen Orten ist es üblich, dass eine separate Einlage wie eine Antwortkarte, einen Prämiencoupon oder eine Notiz zusammen mit den Signaturen gelieft wird und die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine bekannte Abgabevorrichtung mit einem Rad zum Aufnehmen einer Einlage auf einer Seite des Signatursammlers, zum Bewegen über eine Leimwalze und Abgabe der Einlage an ein Signaturblatt, an dem sie durch den Leim befestigt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese bekannte Anordnung in einen Signatursammler einzubauen, bei dem ein sogenannter Stiftabstand auf dem Sammler varierbar ist. Die Signatursammler umfassen üblicherweise eine Kette oder auch ein flaches Band mit voneinander entfernten Stiften, Laschen oder dergleichen, die an der hin-

teren Kante der Signaturen angreifen um die Signaturen in sauberer Buchlage zum Binden zu halten. Wie einfach einzusehen ist, können diese Stiftabstände (oder Laschenabstände) verändert werden um verschieden grosse Bücher zu bilden, so dass der Abstand im einen Sammler 35 cm pro Maschinenzyklus hat, während eine andere extreme Lage 50 cm pro Maschinenzyklus aufweisen kann.

Bei der bekannten Anordnung zum Anheften der Einlagen an folgenden Signaturengruppen umfasst ein Abgaberad mit definiertem Umfang und das Problem bestand nun darin, dass eine Angleichung der linearen Geschwindigkeiten des Sammlers und des Einlagerades bei der Abgabe der Einlage eine zufällige Erscheinung sein konnte. Das Problem war oder ist dadurch verschlimmert, dass das Rad der bekannten Anordnung zwei Segmente aufweist, die zwei Einlagen pro 360° Drehung des Rades führte, was weiter noch die Schwierigkeit bot, dass eine Rotation oder ein Zyklus des Einlagerades zu zwei Zeiten mit den Zyklen des Signaturensammlers übereinstimmen musste, wobei ein Maschinenzyklus als Bewegung von zwei sich folgenden Sammlerstifte in einem bestimmten Punkt definiert ist. Tatsächlich kann der bestimmte Punkt als der Punkt genommen werden, wo das Einlageblatt vom Einlagerad abgegeben wird und an den Signaturen angeheftet wird.

Damit kann die Aufgabe vereinfacht darauf zurückgeführt werden, dass eine Kalibrierung geschaffen werden soll, die leicht und einfach umgestellt werden kann, wenn der Stiftabstand verändert ist.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Projektion in einer horizontalen Ebene einer Anordnung zum Aufnehmen, Ueberführen und Abgeben einer Einlage an eine Signatur,

Fig. 2 eine Draufsicht in vergrössertem Massstab auf die Antriebsmittel für die Kalibrierung,

Fig. 3 einen Seitenriss einer Maschine mit einer Vorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 4 ein Grundriss der Maschine gemäss Fig. 3 mit entfernter Deckplatte.

-C-

Die Sanunelkette eines Signatursairanlers bewegt sich mit kontinuierlicher linearer Geschwindigkeit entlang des Weges 10 in Fig. 1.

Ein konstant rotierendes Segmentrad 15 wird durch eine schräggestellte Welle 16 (Fig. 3) rotiert, um eine Einlage auf jeden gesammelten Signaturblock zu geben, so dass die Einlage ein Teil des Buches wird. Die beiden Segmente 15A und 15B des Rades sind um 180° gegeneinander verschoben, so dass bei jeder 360° Drehung sich folgende Einlagen übertragen werden.

Im Falle eines Sattelsammlers mit einem Sattel SD (Fig. 3) zum Führen der gesammelten Signaturengruppe SG hat der Sammler eine Kette mit Stiften 18, durch die die gesammelten Signaturen bei den Abgabestapeln, von denen die Signaturen sukzesive dem Sammler zugeführt werden, zeitlich auf die zyklischen Abstände der Stifte synchronisert, vorbeigeführt werden. Diese Abstände können 35 cm pro Zeiteinheit oder 37,5 cm oder 50 cm pro Zeiteinheit sein, die als Maschinenzyklen bezeichnet werden. Der zyklische Antrieb wird durch eine Hauptantriebswelle erzeugt.

Das Einlagerad und der zugehörige Vorratbehälter und zugehörigen Teile (Fig. 1) sind eine bekannte Anordnung und

sind nicht Teil dieser Erfindung. Das Rad 15 hat einen gegebenen Umfang und ein Untersetzergetriebe (Fig. 3) mit festen und bestimmten Verhältnissen. In jedem Fall muss um die bekannte Anordnung mit einem Signaturensammler mit zyklischen Stiftabstand zu verwenden, das Radsegment 15A, wenn es tangential an die Signatur beim Einladeabgabeort das in Fig. 4 RP bezeichnet ist, mit derselben linearen Geschwindigkeit bewegt werden, wie die Signaturengruppe, wenn die Einlage durch das Rad auf die gegenüberliegende Signaturseite übertragen werden soll. Aber wenn der Radantrieb mit der Hauptantrxebswelle gekuppelt werden soll und zwei Segmente aufweist, die um eine Bogenlänge von 105 cm gegeneinander versetzt sind, ist es einfach einzusehen, dass eine Angleichung der linearen Geschwindigkeiten nicht möglich ist. Zudem, wenn verschiedene Benutzer unterschiedliche Maschinenzyklen haben oder wenn ein Benutzer den Zyklus durch Verändern des Abstandes der Sammlerstifte verändern will, führt dies eher zu Einzelabfertigung als zu einer Massenproduktion.

Das Problem wird durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, dass eine Kopplung mit einem sogenannten Whitworth-Antrieb (Fig. 2) zwischen den Hauptantrieb der Maschine und den Antrieb des Rades 15 eingebaut wird.

Die Antriebswelle 16 für das Rad 15 ist gekippt (Fig. 3) und die Segmente 15A und 15B, die die Einlagen tragen, sind geeignet, so dass die Ebene der Einlageblätter zur Zeit der Abgabe an die Signaturengruppe praktisch in der selben Ebene wie die Signaturengruppe, die über den Sattel SD gelegt ist, liegt.

Die Radantriebswelle 16 befindet sich in einem Getriebekasten 24 und wird durch ineinander eingreifende Kegelzahnräder 26 und 28 gedreht, wobei das Kegelzahnrad 28 duch ein Kettenrad 30 auf der selben Welle 32 wie das Kegelrad 28 angetrieben wird.

Das Kettenrad 30 wird durch eine Kette 33 angetrieben und diese Kette wird in weiter unten beschriebener Weise angetrieben.

Die Einlagen die ein Teil der Signaturengruppe werden sol len, befinden sich in einem Magazin 34 (Fig. 1) und sie fallen durch ihr Gewicht auf ein Uebergaberad 36 das mit Greifern (nicht dargestellt) versehen ist, um die Kante eines freien Einlageblattes zu fassen und dieses aus dem Magazin durch Drehung des Rades 36 herauszuziehen. Wie in Fig. 3 dargestellt hat das Rad 36 eine angetriebe Welle 38, die mit der Radantriebswelle 16 durch ineinander eingreifende Kegelzahnräder 42 und 44 zyklisch rotiert wird.

Eine Karte oder ein anderes Blatt für die Einlage, die aus dem Magazin 34 abgegeben wird, hat eine Kante die dem Uebergaberad 36 entgegenschaut und wenn die mechanischen Greifer darüber hinwegbewegt werden, ziehen diese die dargebotene Kante aus dem Magazin 34 heraus.

Wie Fig. 3 zeigt haben die Radsegmente 15A und 15B ein Paar Oeffnungen 15C. Wenn die vordere Kante LE eines Radsegmentes nahe beim Transferpunkt TP (Fig. 1) ankommt, wird ein Saugen in den Oeffnungen 15C bewirkt, so dass das Segment 15B vorbereitet istι um eine Einlage zu halten wenn diese durch das Rad 36 abgegeben wird. Die mechanischen Greifer auf dem Rad 36 geben, wenn sie geöffnet werden, die Einlage an das Rad 15 ab, wo sie durch die Saugwirkung am Segment gehaltert werden.

Kontinuierliche Rotation des Rades 15 (Fig. 1) bewirkt, dass die Einlagen über eine Leimwalze 46 geführt werden, mit der ein Fleck Leim auf die nach aussen gerichtete Seite der Einlage abgegeben wird. Drehung des Segmentes 15B im Gegenuhrzeigersinn über die Leimwalze 46 bringt die Einlage gegen die Bewegungslinie der Signaturen und wenn diese Einlage am Abgabepunkt RP sind (oder um einen geringen Betrag dagegen verschoben),wird die Saugleistung am Segment 15B entfernt und ein geringer positiver Druck bewirkt zusammen mit dem Leimpunkt, dass die Einlage auf die Sig-

Al

natur übertragen wird. Dies alles geschieht während etwa einer Strecke von 25 mm bezüglich des Rades 15 das nun mit linearer Geschwindigkeit zu der gesammelten Signaturengrup pe bewegt wird, die noch zu erläutern ist. Wenn dies bezüglich des Segmentes 15B geschieht befindet sich das Segment 15A an der gegenüberliegenden Stelle um 180° vom Abgabepunkt RP entfernt und seine Vorderkante LE bewegt sich in Richtung zur Leimwalze hin.

Was bis jetzt bezüglich der Räder 15 und 36 ihre Antriebe und Wellen mit der Uebertragung der Einlage aus dem Magazin 34 zum Rad 36, Uebertragung der Einlage vom Rad 36 zum Segment des Rades 15, die Leimsequenz und Abgabe auf eine Signatur,stellt eine Anordnung und den Betrieb in bekannter Ausführung dar. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Kalibrierung der linearen Geschwindigkeit des Radsegmentes zur Zeit, wenn die Einlage auf die Signatur abgegeben wird.

Der Signatursammler erhält seine Geschwindigkeit von der Hauptantriebswelle 20 her. Wie Fig. 4 zeigt ist ein Abgeber oder eine Signaturtaschenanordnung 49 wie jede andere Signaturtasche auf der einen Seite des Sammlerweges 10 angeordnet. Diese Taschen oder Abgabestellen enthalten einen Vorrat von identischen Signaturen, die einzeln zur Sammlerkette geführt werden um ein Teil einer Signaturgruppe zu

werden und es kann angenommen werden, dass die Signaturzuführung aus der Tasche 49 gerade die Signatur ist, die mit einer Einlage versehen werden soll. Damit die Abgabegeschwindigkeit der Tasche mit der linearen Geschwindigkeit der Sammlerkette übereinstimmt, ist der Taschenförderer oder die Antriebswelle 50 (Fig. 4) mit einem 1:1 Antriebsverhältnis mit der Hauptantriebswelle 20 über ein Kettenrad 52 auf der Antriebswelle 20 und einer Kette zu einem angetriebenen Kettenrad 54 an der Taschenfördererwelle 50 verbunden. Ein Leerlauf oder Spannkettenrad 56 kann vorhanden sein.

Um die lineare Geschwindigkeit des Radsegmentes zur Zeit der üebergabe oder Abgabe einer Einlage an die gesammelten Signaturen genau zu kalibrieren und um diese Kalibrierung bei verschiedenen zyklischen Stiftabständen vorzunehmen, wird die Kette 33 durch ein Kettenrad 33A auf der angetriebenen Welle 58 angetrieben (Fig. 3 und 4). Wie Fig. 4 zeigt liegt die angetriebene Welle 58 in derselben vertikalen Ebene wie eine gegenüberliegende Antriebswelle 60, aber wie in Fig. 3 ersichtlich,sind die beiden Wellen in dieser Ebene gegeneinander verschoben, so dass sich die angetriebene Welle 58 unter der Achse der Antriebswelle 60 befindet. Zudem ist die Antriebswelle 60 mit einem Antriebskettenrad 62 versehen, das durch eine Kette 64 rotiert wird, die ihrerseits mit einem Antriebskettenrad 66

auf der Hauptantriebswelle 20 gekoppelt ist (Fig. 4). Die Kettenräder 62 und 66 haben den selben Durchmesser und damit ist die Antriebswelle 60 mit der Hauptantriebswelle synchronisiert.

Ein Antriebsarm 70 ist an der Antriebswelle 60 befestigt. Dieser Antriebsarm besitzt einen Schlitz 72. Ein angetriebener Arm 74 ist mit dem inneren Ende der Welle 58 nahe beim inneren Ende der Antriebswelle 60 gekoppelt. Der angetriebene Arm 74 hat an seinem freien Ende einen Stift mit einer Walze 76 und diese Walze befindet sich im Schlitz 72, so dass wenn der Antriebsarm 70 durch die Antriebswelle 60 rotiert wird, der angetriebene Arm 74 durch die Kopplung mittels der Walze 76 im Antriebsschlitz 72 ebenfalls rotiert wird. Die Welle 58 ist deshalb durch den rotierenden Arm 74 angetrieben und die Rotation der Welle 58 ist durch die Kette 33 auf die Welle 32 übertragen, die mittels der Kegelzahnräder die Radwelle 16 und auch die Radwelle 38 rotiert.

Die Antriebswelle 60 und die angetriebene Welle 58 werden zyklisch synchron mit der Hauptantriebswelle 20 gedreht, die die Sammlerkette mit einem angenommenen Abstand von 350 mm antreibt. Das Rad 15 in bekannter Ausführungsform gibt zwei Einlagen während einer vollständigen Drehung der Welle 16 ab. Deshalb entspricht ein ganzer Zyklus des

Sammlers einer halben Drehung der Welle 15 und die Uebersetzung im Getriebekasten 24 ist darauf ausgerichtet. Nichts desto weniger muss die lineare Geschwindigkeit der Segmente 15A und 15B auf die lineare Geschwindigkeit des Sammlers beim Abgabepunkt RP abgestimmt sein. Diese Kalibrierung kann bewirkt werden, indem die axiale Verschiebung zwischen den zwei Wellen 58 und 60 und die Wirklänge des Arms 74 eingestellt werden. Die Wirklänge des Arms 74 kann leicht aus Fig. 4 als Distanz zwischen dem Zentrum der Welle 58 und dem Zentrum der Walze 76 definiert werden. Wie leicht aus Fig. 3 zu entnehmen ist, kann die gewählte Verschiebung zwischen den Wellen 58 und 60, die nur kurze Stummel sind, einfach durch Einstellung der Lager 58B und 6OB verändert werden.

In Fig. 2 ist die Bewegung der Walze 76 während einer vollständigen Drehung des Antriebsarmes 70 auf der Welle 60 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Walze 76 den Schlitz 72 von einem Punkt mit grösstem Abstand (FAST) zu einem Punkt mit minimalem Abstand (SLOW) und dann zurück in sich folgenden 180° Drehschritten durchquert. Aus Fig. 2 kann entnommen werden, dass wenn die Walze 76 nahe der grössten Verschiebung im Schlitz 72 ist, müssen der Arm 74 und damit die Antriebswelle 58 die grösste übertragene Geschwindigkeit aufweisen, wobei das umgekehrte der Fall ist, wenn die Walze in kleinster Verschiebung im Schlitz

ist. Somit ist die Winkelgeschwindigkeit des Stiftes 76

(w ) eine Funktion des Abstandes zwischen den Rotations-P

Zentren der Welle 58 und 60 (eine vorbestimmte Länge b, Fig. 2) und der effektiven Länge des Antriebsarmes 74 (die als c bezeichnet werden kann). Die Winkelgeschwindigkeit des Stiftes ist auch eine Funktion von (-cos) des Winkels χ zwischen dem Radius c des Armes 74 und der Trennlinie b in Fig. 2. Der Winkel χ wird durch die Verschiebung b verändert. Die Winkelgeschwindigkeit des Stiftes untersteht dem Cosinus-Gesetz und enthält damit den Faktor (-2bc cos x), so dass daraus ersichtlich ist, dass die Winkelgeschwindigkeit des Stiftes bei jeder Drehung von 180° der Welle 58 verändert wird und nicht nur in Abhängigkeit des Cosinus von x, sondern auch in Bezug auf das Vorzeichen. Der praktische Effekt der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus Fig. 1 (es wird daran erinnert, dass das Rad 15 zwei Arbeitsstellen pro Umdrehung der Welle 58 hat), wo das Rad 15 in sich folgenden Drehungen um 90° beschleunigt und verlangsamt wird. Das Rad dreht sich langsam zu bestimmten und genauen Zeiten, nämlich wenn die Einlage auf die Signatur gebracht wird und wenn die sich gegenüberstehenden Segmente des Rades 15 eine neue Einlage vom Uebergaberad 36 erhält. Eine hohe Beschleunigung ergibt sich beim Aufbringen des Leimpunktes, aber dies ist nicht wichtig weil es sich dabei mehr um einen Spritzer oder eine Abwischbewegung handelt und an der ge-

genüberliegenden Stelle findet keine Handlung statt.

Aus dem vorbeschriebenen ergibt sich, dass es eine relativ einfache Sache ist die Geschwindigkeit des Rades 15 zu kalibrieren, so dass sich bei der Uebergabe der Einlage eine identische lineare Geschwindigkeit zur Geschwindigkeit des SignaturSammlers ergibt. Dies bedeutet lediglich eine Auswahl des Abstandes b in Fig. 2 und Anordnung des Stiftes 76 um die effektive Länge des Arms 74 zu verändern.

At

- Leerseite

Claims (4)

Patentansprüche

1. Zyklisch arbeitende Maschine zum Sammeln von Signaturbögen mit Taschenförderern von einzelnen Zuführ-Fördertaschen zu einem Sxgnaturbogensammler, die mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit pro Maschinenzyklus über die Taschen bewegt werden, in denen Einzelblätter oder dergleichen aus einem Einlegemagazin einzeln mit sich folgenden Signaturbögen zu sammeln sind und bei der jedes derart abgegebene Einlageblatt von einem Rad, das mit einer aufrecht stehenden Welle auf einer Achse einerseits des Sammlers rotiert ist, aufgefangen wird und dann durch das Rad über eine Leimwalze bewegt wird um einen Tropfen Leim zum Anheften am Signaturbogen, aufzunehmen und schliesslich durch das Rad zur Abgabe und Anheftung an einem Signaturbogen, der durch den Sammler bewegt wird, freigegeben wird,gekennzeichnet durch %

eine Hauptantriebswelle zum Antreiben des Sammlers mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit,

eine zweite Antriebswelle und Mittel zum Antrieb der zweiten Antriebswelle von der Hauptantriebswelle aus, welche zweite Antriebswelle einen damit rotierenden Antriebsarm aufweist,

eine angetriebene Welle gerade neben der genannten zweiten Antriebswelle, die mit ihrer Rotationsachse parallel und verschoben zur zweiten Antriebswelle angeordnet ist und einen angetriebenen Arm trägt, der ein Ende eines Antriebsstiftes trägt, von dem das andere Ende frei in einen Schlitz im genannten Antriebsarm eingreift, derart, dass während der letztgenannte, von 0° bis 180° rotiert wird, der Antriebsstift den Schlitz in einer Richtung durchquert und ihn in anderer Richtung durchquert, wenn der Antriebsarm von 180° bis 360° rotiert,

eine Antriebsverbindung von der angetriebenen Welle zur aufrechtstehenden Welle, wobei die Verschiebung zwischen der Antriebswelle und der angetriebenen Welle und die Wirklänge des angetriebenen Arms derart festgelegt ist, dass die lineare Geschwindigkeit des Rades zur Zeit der Abgabe des Einlageblattes auf diejenige des Sammlers eingestellt ist.

2. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der angetriebenen Welle einstellbar ist, um die Verschiebung zu verändern wenn sie Maschinen anderer linearer Geschwindigkeiten zugeordnet sind.

3. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirklänge des angetriebenen Arms veränderbar ist.

4. Maschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Welle bezüglich der Verschiebung für Maschinen mit anderer linearer Geschwindigkeit einstellbar ist.