DE102008060073A1

DE102008060073A1 - Rillung von Umschlägen in einem Klebebinder

Info

Publication number: DE102008060073A1
Application number: DE102008060073A
Authority: DE
Inventors: Horst Rathert
Original assignee: DGR GRAPHIC GmbH; DGR-GRAPHIC GmbH
Current assignee: DGR GRAPHIC GmbH; DGR-GRAPHIC GmbH
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-06-10

Abstract

In einem Klebebinder werden zur Durchführung der Rillung von Umschlägen Rillschienen verwendet, die bei Stillstand des Umschlags die Rückenrillung und die Zierrillung nacheinander ausführen. Die Zierrillschienen sind dabei zwecks Variation des Abstandes Rückenrillung zu Zierrillung verstellbar. Die Funktion der Zierrillung ist bei Nichtbedarf über Knopfdruck abschaltbar. Es erfolgt automatische Anpassung an die Materialdicke. Für Wechsel zu einer anderen Rillenform werden die Rillschienen ausgetauscht.

Description

Klebebinder dienen zur Herstellung von klebegebundenen Broschuren oder von Buchblocks für Festeinbände. Bei den klebegebundenen Broschuren wird im Klebebinder, nachdem der Rücken des Blocks bearbeitet und beleimt ist, ein Umschlag angelegt. Dieser wird in einer Andrückstation an den Rücken und seitlich angedrückt. Dabei muss sich dem Umschlag um die Rückenkanten herumbiegen. Nachdem er um den Blockrücken herumgelegt ist, soll er möglichst nicht elastisch auffedern. Das bedeutet, dass die Umkantung um die Rückenkanten möglichst wenig Restbiegespannung aufweisen sollte.
Um das zu erreichen, wird der Umschlag an den Biegelinien vor dem Kontakt mit dem beleimten Blockrücken gerillt: Rückenrillung. Die Rückenrillung hat die Aufgabe, eine Sollbiegelinie zu erzeugen.
Die Rillnut hat eine V-förmige Form, wobei der Wulst bei der Rückenrillung auf der Außenseite des Umschlags liegt.
Oft wird noch in einem Abstand von wenigen Millimeter zur Rückenkante auf der Vorderseite und Rückseite des Umschlags eine Zierrillung angebracht, deren Wulst umgekehrt auf der Innenseite des Umschlags liegt.
Die Technologie der Erzeugung dieser Rillung ist beschrieben in „Industrielle Buchbinderei von Liebau und Heinze, Verlag Beruf + Schule”. Um den Effekt der Sollbiegelinie zu erreichen, muss der Biegewiderstand in der gewünschten Linie reduziert werden. Dazu muss die Rillung eine Verdrängungsrillung sein, d. h. das Material wird unter dem Rillmesser verdichtet und die Kartondicke an dieser Stelle dadurch reduziert. Der Biegewiderstand reduziert sich mit der Dicke in der 3. Potenz gemäß dem Biege-Trägheitsmoment. Die Verdichtung reduziert nicht die Reißfestigkeit.
Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Rillung des Umschlages im Durchlauf durch rotierende Rillwerkzeuge. Dabei ist für die Rückenrillung das obere das Rillmesser mit einem positiven Profil in Form einer Nase, die untere Gegenrolle hat negatives Profil in Form einer Nut. Da der Umschlag mindesten zwei Rillen an den Rückenkanten benötigt, sind mindestens zwei Rillwerkzeugpaare erforderlich.
Die zwei unteren und die zwei oberen Rillwerkzeuge befinden sich jeweils auf einer Achse. Ein Werkzeugpaar ist dabei zumindest auf die Blockdicke bzw. den Abstand der Rillen einstellbar. Alle sind synchron zueinander angetrieben.
Dabei entsteht nun das Problem, dass durch das Eintauchen der positiven Rillrolle in die Nut der negativen Rillrolle ein räumlicher Knick im Umschlag entsteht. Das kann zum örtlichen Ablösen von Laminierungen führen. Des weiteren wird beim Durchlauf des Umschlages durch die Rillrollen durch die Entstehung der V-Rille Materiallänge benötigt. Das führt zu Zugspannungen quer zur Bewegungsrichtung und eventuell zum Reißen
Diese Gefahr vergrößert sich beträchtlich bei zusätzlicher Zierrillung. Nach dem Stand der Technik befinden sich dann im Abstand von wenigen Millimeter auf einem Werkzeug eine umlaufende Nase (positives Profil) und eine Nut (negatives Profil). Rückennut und Ziernut werden gleichzeitig im Umschlag erzeugt. Das Einziehen des Materials für die V-Nut der Rückenrillung muss nun gegen den Widerstand der Werkzeuge für die Zierrillung von außen nach innen erfolgen. Diese technologischen Einschränkungen führen zu begrenzten Ergebnissen bei der Rillung bezüglich Ausgeprägtheit bei entsprechend empfindlichen Materialien. In der Praxis wird der Andruck der Rillwerkzeuge den Materialgegebenheiten angepasst. In DE 20 2008 006 313 U1 wird ein Vorschlag gemacht, wie man komfortabler die Rillnut der Materialbeschaffenheit anpassen kann. Es bleibt trotzdem eine Verstellung, die nicht definitiv sondern nur empirisch erfolgen kann. Außerdem wird bei diesem Vorschlag verzichtet auf eine Verdrängungsrillung, die eine Materialverdichtung und damit Dickenreduzierung insbesondere in der Rillung bewirkt, und damit nicht die optimale Biegespannungsreduzierung erreicht.
Ein weiteres Problem der Rillung mit rotativen Rillwerkzeugen ist, dass bei geringfügig unterschiedlicher Druckeinstellung der beiden Rückenrillwerkzeuge ein Schieflaufen des Umschlags erfolgt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, bei dem die erwähnten Spannungen im Papier des Umschlags nicht auftreten und eine bestmögliche Reduzierung des Biegewiderstandes erzeugt wird und dass eine geometrisch präzise Anbringung der Rillung am Umschlag erreicht wird.
Das wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass nicht Rillrollen im Durchlauf die Rillnuten erzeugen, sondern Rillschienen bei Stillstand des Produkts.
Dabei gibt es untere und obere Rücken-Rillschienen. Die unteren Schienen sind vertikal unbeweglich und nur seitlich auf die Position der Rillung zum Umschlag einstellbar (Blockdicke).
Die oberen Rillschienen liegen stets auch bei Verstellung auf Blockdicke in Flucht mit den unteren Rillschienen, Sie werden für den Rillvorgang mit mechanischen oder pneumatischen Mitteln vertikal um einen geringen Hub von wenigen Millimeter bewegt.
Die Rillnut hat dabei das zur Rillnase passende Profil. Im einfachsten Fall, wo nur die Rückenrillung (2-fach Rillung) benötigt wird, werden die beiden oberen Rückenrillschienen mit dem Nasen-Profil bei stillstehendem Umschlag herunter gefahren. Der Umschlag wird zwischen der oberen und der unteren Rillschiene gepresst und die V-förmige Rille angeformt. Da die Verformnung gleichzeitig auf der ganzen Länge erfolgt, gibt es keine räumlichen Verformungen, die zu Ablösungen der Laminierung führen können. Der Längeneinzug für die Formung der V-Nut kann bis zum allerletzten Moment der Pressung frei von außen erfolgen. Es gibt dadurch keine Zugspannungen quer zur Rillrichtung und kein Reißen des Materials auch nicht bei großen Rillprofilen.
Die Formpressung kann über eine gewisse Zeit gemäß dem verfügbaren Teil der Taktzeit der Maschine aufrechterhalten werden, wodurch die Formgebung beständiger bleibt.
Die Form der V-Nut ergibt sich durch die Form von Nase und Nut in den Rillschienen. Eine Anpassung an die Materialdicke erfolgt selbsttätig über die Anpresskraft der Schienen. Bei unterschiedlicher Formathöhe d. h. unterschiedlicher Länge der Rillnut kann die Presskraft im Verhältnis angepasst werden.
Wenn eine Zierrillung (Vierfach-Rillung) erforderlich ist, befinden sich oben und unten, links und rechts jeweils außerhalb der Rückenrillschienen die zusätzlichen Zierrillschienen. Die Profile der Rückenrillschienen und der Zierrillschienen haben einen einstellbaren Abstand zueinander. Dabei werden die Zierrillschienen seitlich zu den Rückenrillschienen verstellt. Die Formgebung der Rückenrillen und der Zierrillen erfolgt nun aber nicht gleichzeitig bei Vertikalhub, sondern es erfolgt zuerst die Rückenrillung, so dass der Materialeinzug für die V-Nut ohne Behinderung durch die Zierrillschienen erfolgen kann.
Dazu stehen die Rückenrillschienen zunächst um einen minimalen Betrag, der mindestens der Rillnuttiefe entspricht, gegenüber den Zierillschienen vor. Beim Vertikalhub h1 der oberen Schienen mit pneumatischen, hydraulischen oder mechanischen Mitteln treffen nun zunächst die innenliegenden Rückenrillschienen auf den Umschlag und auf ihr unteres Gegenstück. Dabei wird die Rückenrillung geformt, ohne dass die Zierrillschienen Kontakt haben und den Materialeinzug für die V-Nut behindern. Nun werden die äußeren Zierrillschienen durch den Hub h2 mit pneumatischen, hydraulischen oder mechanischen Mitteln gegen den Umschlag und ihr Gegenstück gefahren und dabei die Zierrille geformt.
Der Materialeinzug für die V-Nut kann dabei wiederum ungestört von außen erfolgen. Danach lüften beide Schienen gleichzeitig und der fertig gerillte Umschlag kann weiter transportiert werden.
Sehr komfortabel gestaltet sich bei dieser Erfindung das Wechseln zwischen „mit” und „ohne” Zierrillung. Ohne Zierrillung verbleiben die Rückenrillschienen in Kontakt. Die Zierrillschinen werden nicht zum Kontakt gebracht. Beim Stand der Technik mit Rillrollen müssen umständlich die Rillrollen gewechselt oder mechanisch außer Eingriff gebracht werden.
Die Rillschinen sind grundsätzlich beheizbar, damit bei stark elastischen Materialien die Rückstellspannungen weiter reduziert werden.
1 Prinzip Rillnut
2 Schnitt durch Rillvorichtung
3 Draufsicht Rillvorrichtung
4 Formvorgang der Rückenrillung
5 Formvorgang der Zierrillung
6 Abgeschlossener Rillvorgang
1 zeigt beispielhaft eine Rillnut. Wesentlich ist, dass im Bereich der Rillnut das Material verdichtet wird, wobei die Dicke von d auf d1 verringert wird und somit auch das Biegewiderstandsmoment verringert wird. Die Form des positiven Rillwerkzeuges stimmt dabei mit der des negativen überein. Die Kanten von Nase und Nut sind abgerundet.
2 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Rilleinrichtung im Schnitt. Der Umschlag U wird über die Tischfläche 1 durch Zahnriemen 2 mit Transporteuren 2a zugeführt und kommt zentrisch in der Rilleinrichtung zum Stillstand. Die unteren Rückenrillschienen 3b sind am Rahmen 5 befestigt. Die Rückenrillschienen 3a sind verschiebbar am Rahmen 5 gelagert, um auf Rillabstand bzw. Blockdicke mit Hilfe der Spindel 9 einstellen zu können. Die oberen Rückenrillschienen 4a und 4b sind höhenverschiebbar über die Führungsstangen 7 und die Führungen 6 am Rahmen 5 gelagert. Während auf der festen Seite die Führung 6 direkt am Rahmen 5 befestigt ist, ist sie an der formatverstellbaren Seite über eine Schiebeführung 8 horizontal verschiebbar am Rahmen 5 gelagert und kann über die Spindel 9 auf Blockdicke eingestellt werden. Alle Spindeln 9 sind mechanisch gekoppelt, damit bei Formatverstellung die oberen und unteren Schienen zueinander fluchtend bleiben.
Zwecks Durchführung der Rückenrillung werden die oberen Rückenrillschienen 4a und 4b vertikal nach unten gefahren um den Hub h1. Dazu dienen beispielsweise Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 10. Die unteren Rückenrillschienen verbleiben in der gleichen Höhe, so dass ihre Oberkante mit dem Tischniveau übereinstimmt.
Die oberen Rillschienen 4a und 4b verfügen über eine Nase 4c (positives Profil) die unteren Rillschienen 3a und 3b über eine Nut 3c (negatives Profil) mit gleicher Geometrie. Die oberen Zierrillenschienen 11a und 11b sind an den Rückenrillschienen 4a und 4b horizontal einstellbar auf den Abstand a der Rückenrillung zur Zierrillung. Eine Einstellschraube 12 und eine Klemmschraube 13 ermöglichen und sichern die Verstellung. An den unteren Rückenrillschienen 3a und 3b sind die Zierrillschienen 14a und 14b höhenverschiebbar in den Aufnahmeschienen 15 über die Führungsstangen 16 gelagert. Die Aufnahmeschienen 15 sind wiederum horizontal verschiebbar an den Rückenrillschienen 3a und 3b befestigt, um den Abstand a der Rückenrillung zur Zierrillung einstellen zu können Zur Erzeugung der Zierrillung werden die Rillschienen 14a und 14b um den Hub h2 nach oben gegen die oberen Zierrillschienen 11a und 11b gefahren. Der Hub wird beispielsweise erzeugt durch mehrere in die Aufnahmeschiene 15 integrierte Hydraulikkolben 17 mit Dichtringen 18 und 19. Es liegt auch im Umfang des Vorschlages, den Hub h2 durch Pneumatikzylinder oder mechanische Nocken auszuführen, die an den Führungsstangen 16 angreifen.
Sowohl beim Hub h1 für die Rückenrillung als auch beim Hub h2 für die Zierrillung erfolgt stets eine automatische Anpassung an die Materialdicke des Umschlages U, indem die neben den Rillnasen bzw. Rillnuten befindlichen geraden Bereiche der Rillschienen den Umschlag großflächig einspannen und dabei im Hub begrenzt werden
In den 4 und 5 ist die genaue Position der Rillschienen zueinander vor den Teilarbeitsgängen h1 für die Rückenrillung und h2 für die Zierrillung dargestellt.
In einfacher nicht dargestellter Weise können alle Rillschienen geteilt werden in den tragenden Teil und einen Teil, in dem sich die Nase oder Nut befindet. Um eine andere Rillenform zu erreichen, können dann alle Rillschienen-Profilteile ausgetauscht werden.
Soll auf die Zierrillung verzichtet werden, wird einfach nur der Hub H2 nicht ausgeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 202008006313 U1 [0009]

Claims

Verfahren zur Rillung von Umschlägen bei der Fertigung von Broschuren in einem Klebebinder dadurch gekennzeichnet, dass die Rillung durch mindestens 2 obere Rillschienen mit positivem Rillprofil und 2 untere Rillschienen mit negativem Rillprofil erfolgt und dass die oberen Rillschienen bei Stillstand des Umschlags die Rücken-Rillung mit dem vertikalen Hub h1 gegen die unteren Rillschienen formen
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich neben den Rückenrillschienen noch jeweils Zierrillschienen befinden, von denen zumindest die unteren Schienen einen separaten Hub h2 für die Formung der Zierrillung durchführen, wobei der Hub h2 zeitlich dem Hub h1 für die Formung der Rückenrillung folgt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Hübe h1 und h2 mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen kann.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Formung der Zierrillung abschaltbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Rillung vorzugsweise als Verdrängungsrillung erfolgt, wobei das Material in der Rillung verdichtet wird und danach in der Rillung ein geringeres Biegewiderstandsmoment entsteht
Vorrichtung zur Rillung von Umschlägen bei der Fertigung von Broschuren in einem Klebebinder dadurch gekennzeichnet, dass Umschläge vorzugsweise durch Transportriemen 2 mit Transporteuren 2a der Rilleinrichtung vorzugsweise zentrisch zugeführt werden und dass durch mindestens zwei obere und zwei untere Rückenrillschienen bei Stillstand des Umschlages relativ zur Rilleinrichtung die Rückenrillung mit einen vertikalen Hub h1 der oberen Rückenrillschienen 4a und 4b gegen die unteren Rückenrillschienen 3a und 3b geformt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass an den Rückenrillschienen noch Zierrillschienen befestigt sind, wobei zumindest die unteren Zierrillschienen 14a und 14b vertikal beweglich sind und zur Erzeugung der Zierrillung den Hub h2 gegen die oberen Zierrillschienen vollführen, der zeitlich nach dem Hub h1 erfolgt., so dass die Zierrillung nach der Rückenrillung erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7 gekennzeichnet dadurch, dass der Hub h1 der Rückenrillschienen 4a und 4b vorzugsweise pneumatisch und der Hub h2 der Zierrillschienen 14a und 14b vorzugsweise hydraulisch durch integrierte Hydraulikkolben 17 erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7 gekennzeichnet dadurch dass die Zierrillenschienen seitlich verstellbar an den Rückenrillschienen befestigt sind, um den Abstand a der Zierillung zur Rückenrillung zu verändern.
Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7 dadurch gekennzeichnet dass zumindest eine Seite der Rilleinrichtung auf die Blockdicke über miteinander gekoppelte Spindeln 9 einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7 dadurch gekennzeichnet dass die Profilbereiche aller Schienen austauschbar gestaltet sind, um ein anders Rillprofil zu erhalten
Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7 dadurch gekennzeichnet dass die Rillschienen beheizbar sind.