EP2650420A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fadenheften von Buchblöcken, sowie Buchfertigungsstrasse mit einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Fadenheften von Buchblöcken, sowie Buchfertigungsstrasse mit einer solchen Vorrichtung Download PDF

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EP2650420A1
EP2650420A1 EP13162451.2A EP13162451A EP2650420A1 EP 2650420 A1 EP2650420 A1 EP 2650420A1 EP 13162451 A EP13162451 A EP 13162451A EP 2650420 A1 EP2650420 A1 EP 2650420A1
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EP
European Patent Office
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thread
binding
tensioning
stitching
book
Prior art date
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EP13162451.2A
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EP2650420B1 (de
Inventor
Marcel Weiss
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Mueller Martini Holding AG
Original Assignee
Mueller Martini Holding AG
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Publication date
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Publication of EP2650420B1 publication Critical patent/EP2650420B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42B—PERMANENTLY ATTACHING TOGETHER SHEETS, QUIRES OR SIGNATURES OR PERMANENTLY ATTACHING OBJECTS THERETO
    • B42B2/00—Permanently attaching together sheets, quires or signatures by stitching with filamentary material, e.g. textile threads
    • B42B2/02—Machines for stitching with thread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H57/00—Guides for filamentary materials; Supports therefor
    • B65H57/12—Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/10—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by devices acting on running material and not associated with supply or take-up devices
    • B65H59/20—Co-operating surfaces mounted for relative movement
    • B65H59/26—Co-operating surfaces mounted for relative movement and arranged to deflect material from straight path
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B47/00—Needle-thread tensioning devices; Applications of tensometers
    • D05B47/04—Automatically-controlled tensioning devices

Definitions

  • the invention relates to a method for thread stitching book blocks according to the preamble of claim 1 and a corresponding device according to the preamble of claim 4 and a book production line with such a device.
  • a device for drawing a binding thread into a transfer path between a thread bobbin and a sewing needle.
  • this device which is designed as part of a thread stitching machine, a binding thread required for stitching is first unwound from a spool and then guided by various handling members to a sewing needle, by means of which a book block is finally thread-stitched.
  • the handling members have a multiplicity of delivery lines through which the binder thread is transported by compressed air. Two of these handling members are a thread clamping device and a thread tensioning device.
  • the thread stitching machine Ventura of the Applicant has both a thread clamping device and a thread tensioning device.
  • the thread clamping device consists of two discs. One of these discs is mounted on a bolt, while the other disc is spring-loaded axially slidably mounted on the bolt. In the bolt, a passage opening is arranged between the discs at right angles to the pin axis through which the binding thread is guided. The discs are pressed against each other by spring pressure, wherein the binding thread is released or held by operating a connected to the bolt pneumatic cylinder accordingly.
  • the thread tensioning device comprises a mechanically driven, rotatably mounted tube shaft through which a plurality of tubes are inserted at right angles to a shaft axis axially spaced from each other. Through each of these tubes a binder thread is guided. By rotating the tube shaft, the more the angle between the tubes increases to an undeflected thread direction, the more is pulled at the binding threads.
  • the thread tensioning device stores a certain length of each binding thread passing through a tube for the stitching process, in that the respective binding thread is unwound from the spool by a rotation of the tube shaft.
  • the thread clamping device is closed by means of a further rotation of the tube shaft before stapling an already stapled book block is stretched and stretched with a further rotation of the tube shaft with closed thread clamping device just attached sheet to a growing book block.
  • Known devices for producing thread-stitched book blocks provide in this or similar manner cyclically successive thread-stitched book blocks consisting of several parts.
  • the thread stitching itself operates in sewing cycles, with a sewing cycle having clock angles of 0 ° to 360 °.
  • FIG. 4 Diagram illustrates the course of a thread tension in such Nähtakten.
  • the thread tension results from a rotational angle progression plotted on the y-axis above the timing angle shown on the x-axis.
  • Such a rotation angle curve is the result of a control of the tube shaft via a cam mechanism, not shown, which always has the same movement characteristics and can intervene only limited in rashes.
  • Sewing cycles across a certain length of the binding thread is stored for a next Nähtakt in a clock angle range between 300 ° and 90 ° with open thread clamping device. Then the thread clamping device closes at about 90 °. After closing the thread clamping device to about 120 ° clock angle is by turning the tube shaft from about -25 ° to -40 ° rotation angle in the previous one Tension executed basting stitched. Thereafter, the stapling process takes place with another basting stitch. Up to 250 ° clock angle of the binding thread is tracked by further rotational movements of the tube shaft of a stapling movement of the needle, followed by a re-tensioning of the other basting stitch to about 300 ° clock angle.
  • each book block In the production of books in very small numbers, for example of personalized photo books, each book block must be regarded as unique. Therefore, each book block must meet the usual quality criteria, such as the thread tension of the binding threads that connect the individual parts of the book block. Accordingly, such micro pads have different thread tension requirements for the binder threads, i. when changing between different successive production orders more flexible characteristics are required, which can be met only inadequately by the solutions of the prior art.
  • the object of the invention is to make a device or a method for producing thread-stitched book blocks, in particular for thread stitching with blown air, the requirements of short runs accordingly.
  • the object is achieved by a method with the characterizing features of claim 1 and by a device with the characterizing features of claim 4 and by a book production line with such a device.
  • the invention is based on the recognition that it is advantageous in view of rapid product change when thread supply and thread tension can be set independently. Such adjustability makes it possible to process different types of sheets, which differ in thickness and material, in a single book block.
  • the book blocks produced can be made individually different based on this finding, depending on the requirements of further processing, for example, with a different number of different printed sheets of the book block.
  • the device for thread stitching book blocks in particular for thread stitching with blown air, has a by means of a single, in particular designed as a servo drive actuator yarn tensioning device, with a binding yarn is storable and tensionable. This allows exact positioning of movable control elements and can be retrofitted cost-effectively in existing devices.
  • the thread tensioning device has a tube shaft rotatable about a shaft axis.
  • a plurality of tubes each receiving a binder thread are advantageously arranged axially spaced from one another.
  • the tube shaft can be controlled by means of the servo drive depending on the requirements of the thread stitching, whereby all the binding threads guided through the tubes of the tube shaft can be stored and clamped together by means of a servomotor.
  • the device is preferably used in a book production line.
  • the method for producing thread-stitched book blocks comprises the process steps of stocking a length of a binding thread, tensioning the binding thread and thread stitching a book block.
  • the method steps of stocking a length of a binding thread and of tensioning the binding thread are carried out independently of one another according to the invention.
  • a single actuator with respectively different specifications for the stocking and tensioning of the binding thread is activated for storing a length of the binding thread and for tensioning the binding thread.
  • a single tube shaft which is rotatable about a shaft axis is rotated about the shaft axis for filament supply and thread tensioning.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a not shown between a bobbin and a sewing needle not shown a thread stitching machine arranged transfer line 1 for a binding yarn 2, with a first yarn brake 3, a thread clamping device 4, located in a neutral position thread balancing device 5, a second yarn brake 6 and a also located in a neutral position yarn tensioning device 7.
  • the thread stitching machine shown here only based on their machine frame 8 is formed depending on the thickness of the book block to be produced, ie according to the number of combined to form a book block sheet and / or single sheets with a plurality of substantially juxtaposed transfer lines 1.
  • the belonging to the transfer lines 1 components are each attached to the machine frame 8 of the book sewing machine. In the following, the arrangement and the interaction of the components of a single transfer line 1 will be discussed in an exemplary and simplified manner.
  • the two thread brakes 3, 6 have a first and a second disc 9, 10.
  • the first disc 9 is mounted on a pin 11, while the second disc 10 is axially slidably supported by the action of a spring 12 on the pin 11.
  • a passage opening 14 is arranged between the discs 9, 10 and at right angles to an axis 13 of the pin 11, through which the binding thread 2 is guided.
  • the size of the passage opening 14 is fixed by the spring force, whereby unwanted throwing of thread loops can be prevented.
  • the thread clamping device 4 arranged in a thread running direction 15 between the first and the second yarn brake 3, 6 likewise has a first and a second disk 16, 17.
  • the first disk 16 is fastened on a bolt 18, while the second disk 17 is mounted on the bolt 18 in an axially displaceable manner by the action of a spring 19.
  • a passage opening 21 is arranged between the discs 16, 17 at right angles to an axis 20 of the bolt 18, through which the binding thread 2 is guided.
  • the discs 16, 17 are pressed together by spring pressure, wherein the binding thread 2 is released or held, for example by pressing a connected to the bolt, not shown pneumatic cylinder accordingly.
  • the in the direction of yarn thread 15 also between the first and the second yarn brake 3, 6 and after the thread clamping device 4 arranged thread balancing device 5 has a on, for example, a pneumatic cylinder, not shown connected rod 22 linearly displaceable eye 23, which is used in a job with staggered stitch type, in which the position of the binding threads 2 is offset by one stitch length (so-called change stitch).
  • a pneumatic cylinder not shown connected rod 22 linearly displaceable eye 23
  • the binding thread 2 of the first and last sewing needle of the thread stitching machine is hooked into the eye 23 of the respective thread balancing device 5.
  • the binding thread 2 of the extreme left sewing needle of the sewing machine is blown to the left in the current working cycle by blowing air acting thereon, there is no hook needle which cooperates with this sewing needle and the loop-receiving hook formed in this way. Therefore, the eye 23 is extended linearly at this time, thereby pulling back the binding thread 2. This compensates for the excess binder thread 2 for the next work cycle and staples the book block. In the next but one cycle, the binding thread 2 is blown to the left again by means of blown air, so that the eye 23 has to extend again to compensate for the excess binding thread 2.
  • the thread tensioning device 7 arranged in the thread running direction 15 after the second thread brake 6 has a tube shaft 24, through which a number of tubes 26 dependent on the machine configuration are guided transversely to a shaft axis 25.
  • the tubes 26 each carry a binding thread 2 and are intended to deflect this binding thread 2 from a feed direction in a different direction of this Wegconstructedraum. For this purpose, they each have an input-side and an output-side opening 27, 28 for the binding thread 2.
  • the tubes 26 of the adjacently arranged thread tensioning devices 7 of the thread stitching machine are arranged lying one behind the other in the axial course of the tube shaft 24, so that in the illustration of FIGS. 1 to 3 only one tube 26 is visible at a time.
  • the tube shaft 24 is formed with a servo drive, also attached to the machine frame 8 actuator 29 for generating a rotational movement of the tube shaft 24 connected to the shaft axis 25.
  • Fig. 2 is in a versus the Fig. 1 enlarged, schematic representation of a storage position of the yarn tensioning device 7 shown in which the tube 26 is rotated relative to its neutral position in the clockwise direction by an angle of about 45 ° about the shaft axis 25 of the tube shaft 24 while the input-side opening 27 of the tube 26 respectively in the direction of the second Yarn brake 6 have been moved.
  • a pulley 31 is arranged on a drive shaft 30 of the actuator 29, which is connected via a toothed belt 32 with the tube shaft 24.
  • another suitable connection of the actuator 29 to the tube shaft 24 can be made.
  • binding thread 2 Due to the rotational movement of the tube 26, the binding thread 2 is easily deflected relative to the neutral position and thus stored a certain length of the binding thread 2 for leading through the book block sewing needle stitch.
  • This supply of binding yarn 2 can in the subsequent thread stitching by means of an example of the EP0832758 A2 known blown air method for generating a loop, not shown, of the binding thread 2 are formed.
  • FIG. 3 is the tube 26 in a relation to the Fig. 1 enlarged, shown in a schematic representation of the neutral position of the yarn tensioning device 7 by an angle of about 30 ° counterclockwise about the shaft axis 25 rotated clamping position.
  • the input-side opening 27 of the tube 26 is moved away from the second thread brake 6, so that the binding thread 2 is tensioned.
  • the actuator 29 controls the required amount of binder thread 2 via the rotational movement of the tube shaft 24, wherein both the supply of binder thread 2 and the degree of deflection of the tube 26 and the binding thread 2 guided therein are independently adjustable are.
  • FIG. 5 Diagram illustrates the course of the thread tension when using the yarn tensioning device 7 according to the invention.
  • an actuator 29 designed as a servomotor, relative to the one shown in FIG. 4 illustrated state of the art arbitrary waveforms generated.
  • the thread tension and the thread stocking for different products, thread types, needle designs and other machine parameters can be adjusted completely separately.
  • different curves with different requirements are described.
  • the dashed line has a small deflection in a clock angle range between 300-65 °, i. it is relatively agile binder thread 2 stockpiled. At 120 ° clock angle, a relatively large rash of the binding thread 2 and thus much tension in the already stapled book block is observed. During stapling at a pitch angle range between 150 ° and 300 °, the curve is approximately the same as the default setting. Such a plot is suitable for very thick book blocks of sturdy but relatively thin paper that is smaller in thickness than a book block formed with the default setting ,
  • the dotted line represents the default setting for the most common book blocks and has a larger deflection in the clock angle range between 300-65 °, ie it is stored more binding thread 2 than in the previously described dashed line. In addition, at 120 ° clock angle results in a relatively lower clamping movement.
  • the continuous line shows a relatively large supply of thread and a slight tensioning movement at a clock angle of 120 °.
  • This curve is used for thick folded sheets. In this curve, a thicker but more relaxed book block can be made.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fadenheften von Buchblöcken, insbesondere zum Fadenheften mit Blasluft. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte Bevorraten einer Länge eines Bindefadens (2), Spannen des Bindefadens und Fadenheften eines Buchblocks, wobei das Bevorraten einer Länge des Bindefadens (2) und das Spannen des Bindefadens (2) unabhängig voneinander durchgeführt werden. Die Vorrichtung weist eine Fadenspanneinrichtung (7) auf, mittels der ein Bindefaden (2) bevorratbar und spannbar ist, wobei die Fadenspanneinrichtung (7) mittels eines einzigen Aktuators (29), insbesondere mittels eines Servoantriebs, angetrieben ist. Ferner weist die Fadenspanneinrichtung (7) eine um eine Wellenachse (25) drehbare Röhrchenwelle (24) auf, wobei in der Röhrchenwelle (24) und rechtwinklig zu deren Wellenachse (25) mehrere jeweils einen Bindefaden (2) aufnehmende Röhrchen (26) axial beabstandet zueinander angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fadenheften von Buchblöcken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine entsprechende Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 sowie eine Buchfertigungsstraße mit einer solchen Vorrichtung.
  • Aus der EP1155872 A1 ist eine Einrichtung zum Einziehen eines Bindefadens in eine Überführungsstrecke zwischen einer Fadenspule und einer Nähnadel bekannt. Bei dieser als Bestandteil einer Fadenheftmaschine ausgebildeten Einrichtung wird ein zur Heftung benötigter Bindefaden zunächst von einer Spule abgewickelt und anschliessend durch verschiedene Handhabungsorgane zu einer Nähnadel geführt, mittels welcher schliesslich ein Buchblock fadengeheftet wird. Die Handhabungsorgane weisen eine Vielzahl von Förderleitungen auf, durch welche der Bindefaden jeweils mittels Druckluft transportiert wird. Zwei dieser Handhabungsorgane sind eine Fadenklemmeinrichtung und eine Fadenspanneinrichtung.
  • Zudem sind Einrichtung zum Einziehen eines Bindefadens in eine Überführungsstrecke zwischen einer Fadenspule und einer Nähnadel bekannt, welche ohne die Verwendung von Druckluft auskommen.
  • Die Fadenheftmaschine Ventura der Anmelderin weist sowohl eine Fadenklemmeinrichtung als auch eine Fadenspanneinrichtung auf. Die Fadenklemmeinrichtung besteht aus zwei Scheiben. Eine dieser Scheiben ist auf einem Bolzen befestigt, während die andere Scheibe federbelastet axial verschiebbar auf dem Bolzen gelagert ist. Im Bolzen ist zwischen den Scheiben rechtwinklig zur Bolzenachse eine Durchtrittsöffnung angeordnet, durch die der Bindefaden geführt ist. Die Scheiben werden durch Federdruck aneinandergepresst, wobei der Bindefaden durch Betätigen eines mit dem Bolzen verbundenen Pneumatikzylinders entsprechend freigegeben oder gehalten wird.
  • Die Fadenspanneinrichtung umfasst eine mechanisch angetriebene, drehbar gelagerte Röhrchenwelle, durch welche rechtwinklig zu einer Wellenachse axial beabstandet zueinander mehrere Röhrchen gesteckt sind. Durch jedes dieser Röhrchen ist ein Bindefaden geführt. Durch Drehen der Röhrchenwelle wird an den Bindefäden umso mehr gezogen, je weiter ein Winkel zwischen den Röhrchen zu einer nicht ausgelenkten Fadenrichtung anwächst. Bei geöffneter Fadenklemmeinrichtung wird mit der Fadenspanneinrichtung eine bestimmte Länge jedes ein Röhrchen durchlaufenden Bindefadens für den Heftprozess bevorratet, indem der jeweilige Bindefaden durch eine Drehung der Röhrchenwelle von der Spule abgewickelt wird. Bei geschlossener Fadenklemmeinrichtung wird mittels einer weiteren Drehung der Röhrchenwelle vor einem Heftvorgang ein bereits gehefteter Buchblock gespannt und mit einer weiteren Drehung der Röhrchenwelle bei geschlossener Fadenklemmeinrichtung ein soeben angehefteter Bogen an einen anwachsenden Buchblock gespannt.
  • Bekannte Vorrichtungen zur Herstellung fadengehefteter Buchblöcke stellen auf diese oder ähnliche Art und Weise taktweise nacheinander fadengeheftete Buchblöcke bestehend aus mehreren Teilen her. Innerhalb eines dem Buchblock zugeordneten Takts arbeitet die Fadenheftung an sich in Nähtakten, wobei ein Nähtakt Taktwinkel von 0° bis 360° aufweist.
  • Das in Figur 4 abgebildete Diagramm verdeutlicht den Verlauf einer Fadenspannung in solchen Nähtakten. Die Fadenspannung ergibt sich aus einem auf der y-Achse über dem auf der x-Achse dargestellten Taktwinkel abgetragenen Drehwinkelverlauf. Ein derartiger Drehwinkelverlauf ist Folge einer Ansteuerung der Röhrchenwelle über ein nicht dargestelltes Kurvengetriebe, welches stets die gleiche Bewegungscharakteristik hat und nur begrenzt in Ausschläge eingreifen kann.
  • Nähtakte übergreifend wird in einem Taktwinkelbereich zwischen 300° und 90° bei geöffneter Fadenklemmeinrichtung eine bestimmte Länge des Bindefadens für einen nächsten Nähtakt bevorratet. Dann schließt die Fadenklemmeinrichtung bei etwa 90°. Nach dem Schließen der Fadenklemmeinrichtung bis etwa 120° Taktwinkel wird durch ein Drehen der Röhrchenwelle von etwa -25° bis -40° Drehwinkel ein im vorherigen Takt ausgeführter Heftstich nachgespannt. Danach findet der Heftprozess mit einem weiteren Heftstich statt. Bis 250° Taktwinkel wird der Bindefaden durch weitere Drehbewegungen der Röhrchenwelle einer Heftbewegung der Nadel nachgeführt, woran sich bis etwa 300° Taktwinkel ein Nachspannen des weiteren Heftstichs anschliesst.
  • Daraus resultieren Kennlinien des bekannten Verfahrens nach Fig. 4, wonach zwangsweise bei hoher Fadenspannung viel Bindefaden bevorratet wird. Eine mit kurzen Strichen gestrichelt gezeichnete Kennlinie resultiert aus einer maximalen Verstellung und eine mit längeren Strichen gestrichelt gezeichnete Kennlinie aus einer minimalen Verstellung eines mechanischen Überlagerungsgetriebes mit Kurvensteuerung für die Drehung der Röhrchenwelle. Wie der Figur 4 leicht zu entnehmen ist, findet dabei zwischen der maximalen und der minimalen Verstellung im Wesentlichen lediglich eine Parallelverschiebung der jeweiligen Kennlinie statt.
  • In mit den bekannten Fadenspanneinrichtungen ausgestatteten Fadenheftmaschinen wird von einer Verarbeitung der Bücher in mittlerer oder großer Auflage ausgegangen. Alle Buchblöcke einer solchen Auflage sind gleich zusammengesetzt.
  • Bei der Herstellung von Büchern in Kleinstauflage, beispielsweise von personifizierten Fotobüchern, muss jeder Buchblock als Unikat angesehen werden. Daher muss jeder einzelne Buchblock die üblichen Qualitätskriterien erfüllen, wie beispielsweise die Fadenspannung der Bindefäden, welche die einzelnen Teile des Buchblocks verbinden. Dementsprechend haben solche Kleinstauflagen andere Anforderungen an die Fadenspannung der Bindefäden, d.h. beim Wechsel zwischen verschiedenen aufeinander folgenden Fertigungsaufträgen sind flexiblere Kennlinien erforderlich, was durch die Lösungen des Standes der Technik nur unzureichend erfüllt werden kann.
  • Unabhängig davon ist es bekannt, Servoantriebe dort einzusetzen, wo ein elektronisch geregelter Antrieb mit besonderen Anforderungen an Dynamik, Stellbereich und/oder Genauigkeit einer Bewegung erforderlich ist.
  • Allerdings ist eine elektronische Regelung im vorbeschriebenen Anwendungsfall nicht erforderlich und unnötig aufwändig. Dies deshalb, weil mit den oben beschriebenen, langfristig erprobten und verbesserten mechanischen Überlagerungsgetrieben Buchblöcke mit wenigen und selten durchzuführenden Verstellungen der Fadenspanneinrichtungen prozesssicher hergestellt werden können. Auch bei Wechsel zwischen unterschiedlichen Auflagen von Büchern werden die bekannten Fadenspanneinrichtungen selten verstellt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Herstellung fadengehefteter Buchblöcke, insbesondere zum Fadenheften mit Blasluft, den Anforderungen von Kleinstauflagen entsprechend zu gestalten.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 sowie durch eine Buchfertigungsstraße mit einer solchen Vorrichtung.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens wie auch der Vorrichtung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es im Hinblick auf schnelle Produktwechsel vorteilhaft ist, wenn Fadenvorrat und Fadenspannung unabhängig voneinander eingestellt werden können. Eine derartige Einstellbarkeit ermöglicht es, verschiedene Bogenarten, die sich in Dicke und Material unterscheiden, in einem einzigen Buchblock zu verarbeiten. Die hergestellten Buchblöcke können basierend auf dieser Erkenntnis je nach Anforderungen einer Weiterverarbeitung individuell unterschiedlich ausgeführt werden, beispielsweise mit einer unterschiedlichen Anzahl von verschiedenartigen Druckbogen des Buchblocks.
  • Die Vorrichtung zum Fadenheften von Buchblöcken, insbesondere zum Fadenheften mit Blasluft, weist eine mittels eines einzigen, insbesondere als Servoantrieb ausgebildeten Aktuators angetriebene Fadenspanneinrichtung auf, mit der ein Bindefaden bevorratbar und spannbar ist. Dies erlaubt eine exakte Positionierung von beweglichen Stellelementen und ist kostengünstig in bestehende Vorrichtungen nachrüstbar.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Fadenspanneinrichtung eine um eine Wellenachse drehbare Röhrchenwelle auf. In der Röhrchenwelle und rechtwinklig zu deren Wellenachse sind vorteilhaft mehrere jeweils einen Bindefaden aufnehmende Röhrchen axial beabstandet zueinander angeordnet.
  • Die Röhrchenwelle kann mittels des Servoantriebs je nach Anforderungen an die Fadenheftung angesteuert werden, wobei sich mittels des einen Servomotors sämtliche durch die Röhrchen der Röhrchenwelle geführten Bindefäden gemeinsam bevorraten und spannen lassen.
  • Die Vorrichtung findet bevorzugt Verwendung in einer Buchfertigungsstraße.
  • Das Verfahren zur Herstellung fadengehefteter Buchblöcke, insbesondere zum Fadenheften mit Blasluft, umfasst die Verfahrensschritte Bevorraten einer Länge eines Bindefadens, Spannen des Bindefadens und Fadenheften eines Buchblocks. Dabei werden die Verfahrensschritte des Bevorratens einer Länge eines Bindefadens und des Spannens des Bindefadens erfindungsgemäß unabhängig voneinander durchgeführt.
  • Nach einer Ausführungsform des Verfahrens wird zum Bevorraten einer Länge des Bindefadens und zum Spannen des Bindefadens ein einziger Aktuator mit jeweils unterschiedlichen Vorgaben für das Bevorraten und Spannen des Bindefadens angesteuert. Dies hat den Vorteil, dass während des Betriebs der Fadenheftmaschine im vollen Maschinenlauf eine stufenlose Verstellung der Fadenspanneinrichtung und damit eine Optimierung des Verfahrens möglich ist. Zudem können der Fadenvorrat und die Fadenspannung unabhängig voneinander eingestellt werden. Dadurch können innerhalb eines Arbeitsauftrags verschiedenartige Druckbogen verarbeitet und Zusatzbewegungen für Sonderfunktionen, wie z.B. die Blocktrennung, realisiert werden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird zum Fadenbevorraten und zum Fadenspannen eine einzige um eine Wellenachse drehbare Röhrchenwelle um die Wellenachse gedreht. Dadurch kann in jedem von der Röhrchenwelle aufgenommenen Röhrchen jederzeit ein kontrollierter Fadenlauf des Bindefadens ohne Schlaufenbildung, Überdehnung oder Fadenriß realisiert werden.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht auf eine Überführungsstrecke für einen Bindefaden einer Vorrichtung zum Fadenheften von Buchblöcken, mit zwei Fadenbremsen, einer Fadenklemmeinrichtung, einer Fadenausgleichseinrichtung und einer in einer Neutralstellung befindlichen, mit einer Röhrchenwelle ausgestatteten Fadenspanneinrichtung,
    Figur 2
    eine gegenüber der Figur 1 vergrösserte, schematische Darstellung der Fadenspanneinrichtung, jedoch in einer Heftstellung,
    Figur 3
    eine gegenüber der Figur 1 vergrösserte, schematische Darstellung der Fadenspanneinrichtung, jedoch in einer Spannstellung,
    Figur 4
    ein Taktwinkel-/Drehwinkeldiagramm zur Darstellung eines Verlaufs einer Fadenspannung bei einer minimalen bzw. maximalen Stellung mittels einer bekannten Fadenspanneinrichtung,
    Figur 5
    ein Taktwinkel-/Drehwinkeldiagramm zur Darstellung eines Verlaufs einer Fadenspannung bei einer minimalen bzw. maximalen Stellung mittels der erfindungsgemässen Fadenspanneinrichtung.
  • Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer zwischen einer nicht dargestellten Fadenspule und einer ebenfalls nicht dargestellten Nähnadel einer Fadenheftmaschine angeordnete Überführungsstrecke 1 für einen Bindefaden 2, mit einer ersten Fadenbremse 3, einer Fadenklemmeinrichtung 4, einer in einer Neutralstellung befindlichen Fadenausgleichseinrichtung 5, einer zweiten Fadenbremse 6 und einer ebenfalls in einer Neutralstellung befindlichen Fadenspanneinrichtung 7. Die hier lediglich anhand ihres Maschinenrahmens 8 dargestellte Fadenheftmaschine ist je nach Dicke des herzustellenden Buchblocks, d.h. entsprechend der Anzahl der zu einem Buchblock zusammenzufügenden Druckbogen und/oder Einzelblättern mit mehreren im Wesentlichen nebeneinander angeordneten Überführungsstrecken 1 ausgebildet. Die zu den Überführungsstrecken 1 gehörenden Bauteile sind jeweils am Maschinenrahmen 8 der Fadenheftmaschine befestigt. Nachfolgend wird beispielhaft und vereinfachend jeweils auf die Anordnung und das Zusammenspiel der Bauteile einer einzigen Überführungsstrecke 1 eingegangen.
  • Die beiden Fadenbremsen 3, 6 weisen eine erste und eine zweite Scheibe 9, 10 auf. Die erste Scheibe 9 ist auf einem Stift 11 befestigt, während die zweite Scheibe 10 durch die Wirkung einer Feder 12 axial verschiebbar auf dem Stift 11 gelagert ist. Im Stift 11 ist zwischen den Scheiben 9, 10 und rechtwinklig zu einer Achse 13 des Stiftes 11 eine Durchtrittsöffnung 14 angeordnet, durch die der Bindefaden 2 geführt ist. Dabei ist die Grösse der Durchtrittsöffnung 14 über die Federkraft fest eingestellt, wodurch ein ungewolltes Werfen von Fadenschlaufen verhindert werden kann.
  • Die in einer Fadenlaufrichtung 15 zwischen der ersten und der zweiten Fadenbremse 3, 6 angeordnete Fadenklemmeinrichtung 4 weist ebenfalls eine erste und eine zweite Scheibe 16, 17 auf. Die erste Scheibe 16 ist auf einem Bolzen 18 befestigt, während die zweite Scheibe 17 durch die Wirkung einer Feder 19 axial verschiebbar auf dem Bolzen 18 gelagert ist. Im Bolzen 18 ist zwischen den Scheiben 16, 17 rechtwinklig zu einer Achse 20 des Bolzens 18 eine Durchtrittsöffnung 21 angeordnet, durch die der Bindefaden 2 geführt ist. Die Scheiben 16, 17 werden durch Federdruck aneinandergepresst, wobei der Bindefaden 2 beispielsweise durch Betätigen eines mit dem Bolzen verbundenen, nicht dargestellten Pneumatikzylinders entsprechend freigegeben oder gehalten wird.
  • Die in Fadenlaufrichtung 15 ebenfalls zwischen der ersten und der zweiten Fadenbremse 3, 6 und nach der Fadenklemmeinrichtung 4 angeordnete Fadenausgleichseinrichtung 5 weist ein an einer beispielsweise mit einem nicht dargestellten Pneumatikzylinder verbundenen Stange 22 linear verschiebbares Öhr 23 auf, welches bei einem Arbeitsauftrag mit versetzter Stichart Verwendung findet, bei dem die Lage der Bindefäden 2 um eine Stichlänge versetzt wird (sogenannter Wechselstich). Dazu wird der Bindefaden 2 der ersten und letzten Nähnadel der Fadenheftmaschine in das Öhr 23 der jeweiligen Fadenausgleichseinrichtung 5 eingehängt. Wenn beispielsweise der Bindefaden 2 der äussersten linken Nähnadel der Fadenheftmaschine im aktuellen Arbeitstakt durch darauf einwirkende Blasluft nach links geblasen wird, ist dort keine mit dieser Nähnadel zusammenwirkende, die auf diese Weise gebildete Schlaufe aufnehmende Hakennadel verfügbar. Deshalb wird das Öhr 23 zu diesem Zeitpunkt linear ausgefahren und zieht dabei den Bindefaden 2 zurück. Dadurch wird der überschüssige Bindefaden 2 für den nächsten Arbeitstakt kompensiert und der Buchblock kann geheftet werden. Im übernächsten Takt wird der Bindefaden 2 mittels Blasluft wieder nach links geblasen, so dass das Öhr 23 erneut ausfahren muss, um den überschüssigen Bindefaden 2 zu kompensieren. Analog wird auf der rechten Seite des Buchblocks vorgegangen, wenn der Bindefaden 2 der äußersten rechten Nähnadel durch darauf einwirkende Blasluft nach rechts geblasen und erneut eine nicht durch eine Hakennadel abnehmbare Schlaufe gebildet wird. Auf diese Weise wird die Fadenspannung der beiden äussersten Nähnadeln der Fadenheftmaschine mittels der Fadenausgleichseinrichtung 5 kompensiert.
  • Die in Fadenlaufrichtung 15 nach der zweiten Fadenbremse 6 angeordnete Fadenspanneinrichtung 7 besitzt eine Röhrchenwelle 24, durch die hindurch quer zu einer Wellenachse 25 eine von der Maschinenkonfiguration abhängige Anzahl von Röhrchen 26 geführt sind. Die Röhrchen 26 führen jeweils einen Bindefaden 2 und sind dazu bestimmt, diesen Bindefaden 2 aus einer Zuführrichtung in eine von dieser unterschiedliche Wegführrichtung umzulenken. Zu diesem Zweck weisen sie jeweils eine eingangsseitige und eine ausgangsseitige Öffnung 27, 28 für den Bindefaden 2 auf. Die Röhrchen 26 der nebeneinander angeordneten Fadenspanneinrichtungen 7 der Fadenheftmaschine sind im axialen Verlauf der Röhrchenwelle 24 hintereinander liegend angeordnet, so dass in der Darstellung der Figuren 1 bis 3 jeweils nur ein Röhrchen 26 sichtbar ist. Die Röhrchenwelle 24 ist mit einem als Servoantrieb ausgebildeten, ebenfalls am Maschinenrahmen 8 befestigten Aktuator 29 zum Erzeugen einer Drehbewegung der Röhrchenwelle 24 um deren Wellenachse 25 verbunden.
  • In Fig. 2 ist in einer gegenüber der Fig. 1 vergrösserten, schematischen Darstellung eine Bevorratungsstellung der Fadenspanneinrichtung 7 gezeigt, in welcher die Röhrchen 26 gegenüber ihrer Neutralstellung in Uhrzeigerrichtung um einen Winkel von etwa 45° um die Wellenachse 25 der Röhrchenwelle 24 gedreht und dabei die eingangsseitige Öffnung 27 der Röhrchen 26 jeweils in Richtung der zweiten Fadenbremse 6 bewegt worden sind. Zur Realisierung dieser Drehbewegung ist auf einer Antriebswelle 30 des Aktuators 29 eine Riemenscheibe 31 angeordnet, welche über einen Zahnriemen 32 mit der Röhrchenwelle 24 verbunden ist. Natürlich kann auch eine andere geeignete Verbindung des Aktuators 29 mit der Röhrchenwelle 24 hergestellt werden.
  • Aufgrund der erfolgten Drehbewegung des Röhrchens 26 wird der Bindefaden 2 gegenüber der Neutralstellung leicht ausgelenkt und somit eine bestimmt Länge des Bindefadens 2 für einen durch den Buchblock zu führenden Nähnadelstich bevorratet. Dieser Vorrat an Bindefaden 2 kann beim nachfolgenden Fadenheften mittels eines beispielsweise aus der EP0832758 A2 bekannten Blasluft-Verfahrens zum Erzeugen einer nicht dargestellte Schlaufe des Bindefadens 2 gebildet werden.
  • In Figur 3 ist das Röhrchen 26 in einer gegenüber der Fig. 1 vergrösserten, schematischen Darstellung in einer aus der Neutralstellung der Fadenspanneinrichtung 7 um einen Winkel von etwa 30° entgegen der Uhrzeigerrichtung um die Wellenachse 25 gedrehten Spannstellung dargestellt. Dabei wird die eingangsseitige Öffnung 27 des Röhrchens 26 von der zweiten Fadenbremse 6 weg bewegt, so dass der Bindefaden 2 gespannt wird.
  • Prinzipiell ist es weder für die Bevorratungs- noch für die Spannstellung von Bedeutung, ob die Fadenspanneinrichtung 7, d.h. deren Röhrchenwelle 24 in oder entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht wird. Vielmehr ist der Grad der Auslenkung der Röhrchen 26 bzw. des darin geführten Bindefadens 2 aus der Neutralstellung der Röhrchenwelle 24 entscheidend für die Funktion.
  • Je nach den Anforderungen des zu bindenden Buchblocks steuert der Aktuator 29 über die Drehbewegung der Röhrchenwelle 24 die erforderliche Menge an Bindefaden 2, wobei sowohl der Vorrat an Bindefaden 2 und der Grad der Auslenkung der Röhrchen 26 bzw. des darin geführten Bindefadens 2 unabhängig voneinander einstellbar sind.
  • Das in Figur 5 abgebildete Diagramm verdeutlicht den Verlauf der Fadenspannung bei Verwendung der erfindungsgemässen Fadenspanneinrichtung 7. Durch Verwendung eines als Servomotor ausgebildeten Aktuators 29 sind gegenüber dem in Figur 4 dargestellten Stand der Technik beliebige Kurvenverläufe generierbar. Somit können die Fadenspannung und die Fadenbevorratung für verschiedene Produkte, Fadenarten, Nadelausführungen und andere Maschinenparameter vollkommen getrennt voneinander angepasst werden. Nachfolgend werden verschiedene Kurvenverläufe mit unterschiedlichen Anforderungen beschrieben.
  • Die gestrichelte Linie weist einen geringen Ausschlag in einem Taktwinkelbereich zwischen 300-65° auf, d.h. es ist relativ wendig Bindefaden 2 bevorratet. Bei 120° Taktwinkel ist ein relativ großer Ausschlag des Bindefadens 2 und damit viel Spannung im bereits gehefteten Buchblock festzustellen. Während der in einem Taktwinkelbereich zwischen 150° und 300° erfolgenden Heftung ist der Kurvenverlauf annähernd gleich dem bei der Standardeinstellung Ein solcher Kurvenverlauf eignet sich für sehr satte Buchblocks aus stabilem aber relativ dünnem Papier, deren Dicke geringer ist als bei einem mit der Standardeinstellung gebildeten Buchblock.
  • Die gepunktete Linie stellt die Standardeinstellung für die gängigsten Buchblocks dar und weist im Taktwinkelbereich zwischen 300-65° einen größeren Ausschlag auf, d.h. es wird mehr Bindefaden 2 bevorratet als bei der zuvor beschriebenen gestrichelten Linie. Zudem ergebt sich bei 120° Taktwinkel eine vergleichsweise geringere Spannbewegung.
  • Die durchgängige Linie zeigt einen relativ großen Fadenvorrat und eine geringe Spannbewegung bei einem Taktwinkel um 120°. Dieser Kurvenverlauf kommt bei dicken Falzbogen zum Einsatz. Bei diesem Kurvenverlauf kann ein dickerer, jedoch lockerer Buchblock hergestellt werden.
  • Im Vergleich zu den beiden in Figur 4 dargestellten, möglichen Kurvenverläufen des Standes der Technik ergibt sich in Figur 5 eine wesentlich größere Variabilität der möglichen Kurvenverläufe bei unabhängig voneinander durchgeführtem Bevorraten und Spannen des Bindefadens, d.h. beim Antrieb der Fadenspanneinrichtung 7 mittels eines einzigen Aktuators 29, insbesondere mittels eines Servoantriebs.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Fadenheften von Buchblöcken, insbesondere zum Fadenheften mit Blasluft, umfassend die Verfahrensschritte Bevorraten einer Länge eines Bindefadens (2), Spannen des Bindefadens (2) und Fadenheften eines Buchblocks, dadurch gekennzeichnet, dass das Bevorraten einer Länge des Bindefadens (2) und das Spannen des Bindefadens (2) unabhängig voneinander durchgeführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bevorraten einer Länge des Bindefadens (2) und zum Spannen des Bindefadens (2) ein einziger Aktuator (29) mit jeweils unterschiedlichen Vorgaben für das Bevorraten und Spannen angesteuert wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bevorraten einer Länge des Bindefadens (2) und zum Spannen des Bindefadens (2) eine einzige um eine Wellenachse (25) drehbare Röhrchenwelle (24) um die Wellenachse (25) gedreht wird.
  4. Vorrichtung zum Fadenheften von Buchblöcken, insbesondere zum Fadenheften mit Blasluft, mit einer Fadenspanneinrichtung (7), wobei mittels der Fadenspanneinrichtung (7) ein Bindefaden (2) bevorratbar und spannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspanneinrichtung (7) mittels eines einzigen Aktuators (29), insbesondere mittels eines Servoantriebs, angetrieben ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspanneinrichtung (7) eine um eine Wellenachse (25) drehbare Röhrchenwelle (24) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Röhrchenwelle (24) und rechtwinklig zu deren Wellenachse (25) mehrere jeweils einen Bindefaden (2) aufnehmende Röhrchen (26) axial beabstandet zueinander angeordnet sind.
  7. Buchfertigungsstraße mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6.
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