JP2014094566A - 製本機の背加工ステーションにおける過負荷を吸収する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製本機の背加工ステーションにおける過負荷を吸収する装置を改良して、コンパクトな構造を有し、処理される本身の厚みの差の高精度に把握することができるものを提供する。
【解決手段】調節駆動装置２２の駆動軸２４と、ねじ山付きスピンドル２６の調節駆動装置側の端部とは、長さ補整要素３８を介して相対回動不能にかつねじ山付きスピンドル２６の回動軸線２８に沿って摺動可能に相互に連結されており、ばね弾性要素３４は、ねじ山付きスピンドル２６のハウジング内に設けられた中空室３２の内側で、ねじ山付きスピンドル２６の回動軸線に対して同軸的に延在していて、第１の端部で、駆動軸２４に支持されていて、かつ第２の端部で、ねじ山付きスピンドルのハウジングの内側に支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、製本機の背加工ステーションにおける過負荷を吸収する装置に関する。

欧州特許出願公開第２１３３２１２号明細書において、製本機における背加工ステーションが公知である。そこでは、クランプに懸架して搬送される本身は、位置固定の支持ローラと支持ローラに対して変位可能にリニアガイドに配置されたプレスローラとの間を通ってクランプされた状態で案内され、その間に、各背は、フライス装置により加工される。この場合、大き過ぎる厚みを有する本身の場合に、本の背に向かってプレスローラを移動させるスピンドル駆動装置の破損を回避するために、スピンドル駆動装置は、ガイドに収容され、ガイドは、スピンドル長手方向軸線の側方に並んで配置された圧縮コイルばねを介して、フレーム固定の機械部分に支持されている。スピンドル長手方向軸線とばねの長手方向軸線との間のずれにより、一方では比較的大きな所要スペースが生じ、他方ではばねの復元モーメントによる過負荷が発生する際に、スピンドル長手方向軸線に対して斜めにスピンドルに作用して、スピンドルを運動方向に対して傾ける追加的なモーメントが生じる。

ガイドの傾きに起因する位置ずれに基づいて、高精度の厚みセンサ（この厚みセンサにより、フレーム固定の機械部分に対するガイドの変位に基づいて本身の余剰の頁数を把握することができる）の配置は、精度を大幅に制限して実現することしかできない。

欧州特許出願公開第２１３３２１２号明細書

したがって本発明の課題は、製本機の背加工ステーションにおける過負荷を吸収する装置を改良して、コンパクトな構造を有し、かつ処理される本身の厚みの差を高精度に把握することができるものを提供することである。

この課題を解決するために、本発明によれば、製本機の背加工ステーションにおける過負荷を吸収する装置であって、背加工ステーションにおいて、クランプに挟んで搬送される本身の背が、加工するために、挟まれた状態で位置固定の支持ローラとプレスローラとの間を通して案内され、プレスローラは、リニアガイドとスピンドル駆動装置とを介して、加工すべき背の厚みを調節するように直線移動可能であり、スピンドル駆動装置は、調節駆動装置によりモータ式に回転可能なねじ山付きスピンドルと、回動不能に収容された、ねじ山付きスピンドルに対して摺動可能な雌ねじ山要素とを備え、スピンドル駆動装置に連結されたばね弾性要素が設けられており、ばね弾性要素は、プレスローラと支持ローラとの間のその都度の間隔により設定される、プレスローラと支持ローラとの間を案内される背の目標厚さが超過される際に、ねじ山付きスピンドルの変位を可能にし、変位は、本身の頁数を特定するためにセンサにより把握可能である、過負荷を吸収する装置において、調節駆動装置の駆動軸と、ねじ山付きスピンドルの調節駆動装置側の端部とは、長さ補整要素を介して相対回動不能に、かつねじ山付きスピンドルの回動軸線に沿って摺動可能に相互に連結されており、ばね弾性要素は、ねじ山付きスピンドルのハウジング内に設けられた中空室の内側で、ねじ山付きスピンドルの回動軸線に対して同軸的に延在していて、第１の端部で、駆動軸に支持されていて、かつ第２の端部で、ねじ山付きスピンドルのハウジングの内側に支持されている。

好適には、ばね弾性要素は、圧縮コイルばねであり、圧縮コイルばねは、圧縮コイルばねのプリロードを調節するために、第２の端部で、ねじ山付きスピンドルの中空室内で軸方向にねじ込み可能なねじ要素に支持されている。

好適には、ばね弾性要素は、ガスばね又はニューマチックシリンダ又はゴム弾性的な要素を備える。

好適には、ねじ山付きスピンドルの、長さ補償要素とは反対側の端面側の端部は、栓により閉鎖可能であり、栓は、ねじ山付きスピンドルの回動軸線に対して直交方向に延在する検出面ａを備え、検出面は、検出面に対して僅かな間隔を置いて配置されたフレーム固定のセンサにより把握される。

好適には、センサは、誘導式のセンサであり、センサは、過負荷が生じる場合にばね弾性要素の圧縮力に抗してねじ山付きスピンドルが摺動する際の検出面の軸方向の移動距離を把握する。

好適には、長さ補整要素は、内側に配置された少なくとも１つの楔溝を備え、楔溝に、駆動軸に相対回動不能に結合された楔要素が係合している。

好適には、駆動軸の端面側の端部にストッパが設けられており、ストッパは、長さ補整要素に設けられた別のストッパと協働して、好適にはプリロードが掛けられたばね弾性要素により形成される圧縮力による楔形溝からの楔要素の軸方向の離脱運動が阻止される。

好適には、調節駆動装置の駆動軸は、軸方向力も吸収することができる、十分な程度に寸法設定された軸受けを介して、フレーム固定のフランジに支持されており、フランジに、好適には調節駆動装置のための保持プレートがフランジ固定されている。

好適には、ねじ山付きスピンドルは運動ねじ山を備え、回動不能に収容されかつねじ山付きスピンドルに対して摺動可能な雌ねじ山要素は、スリットが設けられたねじ山付きナットを備え、ねじ山付きナットのねじ山遊びは、好適には調節ねじを介して調節可能である。

好適には、プレスローラは、両側のガイドに摺動可能に収容されたブリッジに収容されており、ブリッジは、雌ねじ山要素に機械式に結合されている。

本発明によれば、製本機の背加工ステーション（背加工ステーションでは本身の背がフライス又はその他の背加工装置により加工するために循環走行するクランプに懸架して搬送される）における過負荷を吸収する装置は、位置固定の支持ローラと支持ローラに対向するプレスローラとを備え、支持ローラとプレスローラとの間を通してその都度背がクランプされた状態で案内される。

支持ローラとプレスローラとの間の間隔を、目下加工されている本身のその都度の頁数に対して調節するために、プレスローラは、リニアガイドとスピンドル駆動装置とを介して直線移動可能である。この場合、スピンドル駆動装置は、ねじ山付きスピンドルを備える。ねじ山付きスピンドルは、好適には電動モータと後置の伝動装置とを備える調節駆動装置により、その都度の本の厚みに応じて１方向又は別の１方向に回転させられる。ねじ山付きスピンドルの雄ねじ山に、雌ねじ山要素が嵌められており、雌ねじ山要素は、相対回動不能に好適には側方ガイドに案内されたブリッジに取り付けられており、ブリッジには、プレスローラが特に自由回動可能に支持されている。プレスローラと支持ローラとの間のその都度の間隔により設定される、プレスローラと支持ローラとの間を通して案内される背の目標厚さが超過されるとき、本の頁数を特定するためのセンサにより把握可能である、プレスローラの変位を可能にするために、調節駆動装置の駆動軸と、ねじ山付きスピンドルの、調節駆動装置に付属する端部とは、長さ補整要素を介して、相対回動不能でねじ山付きスピンドルの回動軸線に沿って摺動可能に相互に連結されている。この場合、ばね弾性要素は、好適には、ねじ山付きスピンドルの内側における中空室内に位置し、ねじ山付きスピンドルの回動軸線に対して同軸的に延在している。この場合、ばね弾性要素は、好適にはプリロードが掛けられた圧縮コイルばねであるが、ゴム弾性要素又はガスばね等であってもよく、ばね弾性要素は、その第１の端部で駆動軸に支持されていて、第２の端部でねじ山付きスピンドルのハウジングの内側に支持されている。

本発明は、過負荷が発生し、これに伴うねじ山付きスピンドルの軸方向の変位が発生する場合に、トルクがねじ山付きスピンドルにほとんど作用せず、これにより、比較的大きなねじ山遊びであっても、長手軸線方向に対して直交方向のねじ山付きスピンドルの横方向運動が排除される、という利点を有する。これにより、ねじ山付きスピンドルの自由端部に検出プレートを配置する可能性が与えられ、検出プレートは、高精度の距離センサにより把握され、その際、過負荷が発生する場合に検出プレートの変位の値を把握するか、もしくは同時に又は選択的に本身の余剰の頁数を特定することができる。

本発明の好適な態様によれば、ばね弾性要素は、圧縮コイルばねであり、圧縮コイルばねは、プリロードを調節するために、その第２の端部で、ねじ山付きスピンドルの内側の中空室内で軸方向にねじ込み可能なねじ要素に支持されている。これにより、ねじ山付きスピンドルの変位に必要な、プレスローラに作用する圧縮力を調節することができ、これにより、プレスローラの押圧力を背の材料特性に応じて変化させることができる、という利点が得られる。

しかし又、同様に、本発明の根底を成す別の思想によれば、ばね弾性要素は、ガスばね又はニューマチックシリンダ又はゴム弾性要素であってよく、又はこれらの少なくとも１つを含んでよい。この場合、ガスばねの利点は、ガスばねがほとんど変位とは別個に独立した押圧力を形成し、好適には同時にプレスローラの運動のある程度の緩衝を及ぼし、これが振動発生に対抗することにある。

本発明の好適な態様によれば、ねじ山付きスピンドルの、長さ補償要素とは反対側の端面側の端部は、栓により閉鎖可能であり、栓は、ねじ山付きスピンドルと共に回転し、ねじ山付きスピンドルの長手方向軸線に対して直交方向に延在する検出面を備える。例えば平らな金属プレートから成る検出面の位置は、フレーム固定のセンサ、特に誘導式のセンサにより把握され、このセンサは、検出面の位置変化から変位の値を特定する。変位の値は、目下加工されている背の目標頁数に関して過度に多量又は少量に存在する本の頁数に対する尺度である。本発明に係る装置のこの態様により、過負荷が発生する場合のねじ山付きスピンドルの、ほとんど存在しない横向きの変位に関して、不足する又は余剰の本の頁数を、比較的安価なセンサ装置を用いて、極めて高い精度で把握することができる、という利点が得られる。

本発明の根底を成す別の思想によれば、長さ補整要素は、内側に配置された少なくとも１つの楔溝を備え、楔溝に、駆動軸に相対回動不能に結合された楔要素が係合する。好適には、２つ又はそれ以上の楔溝及び楔溝に係合する楔要素が設けられており、楔溝及び楔要素は、長さ補整要素の、外向きに好適には閉じられたハウジングの内側で、駆動軸の自由端部の周りに延在している。これにより、長さ補整要素のトラブルのない機能及び確実なトルク伝達が保証される。

本発明の好適な態様によれば、駆動軸の端面側の端部にストッパが設けられており、このストッパは、例えば軸方向のねじにより駆動軸の端面側の端部に取り付けられた閉じられた円形のディスクから成っていてよい。このストッパは、長さ補整要素に設けられた別のストッパと協働し、これにより、楔溝からの楔要素の軸方向の離脱運動が阻止される。この場合、別のストッパは、例えば長さ補整要素のハウジングの、楔溝の間に延在する壁区分の端面側の端部により形成することができる。前述の態様は、ストッパが特にインサートとして安価に長さ補整要素に組み込むことができる、という利点を提供する。

特にコンパクトな構造を実現する本発明の別の態様によれば、調節駆動装置の調節軸は、十分な程度に寸法設定された、軸方向力を吸収することができる軸受け、例えばスラスト軸受けを介して、フレーム固定のフランジに支持されており、フランジに、好適には調節駆動装置、特に調節駆動装置の伝動装置を支持する保持プレートがフランジ固定されている。

本発明の好適な態様によれば、ねじ山付きスピンドルは、好適には、運動用のねじ山、例えば台形ねじ山、つまり横断面で台形のねじ条を備え、相対回動不能に収容されかつねじ山付きスピンドルに対して摺動可能な雌ねじ山要素は、この態様では、スリットが設けられたねじ山ナット、例えば台形ねじ山ナットを備え、そのねじ山の遊びは、調節ねじを介して調節可能である。これによりねじ山の遊びは、摩耗が発生する際に、短時間でかつ簡単な手段で調節ねじの調節移動により後調整することができる。

さらに好適には、プレスローラは、両側のガイドに摺動可能に案内されたブリッジに収容されており、ブリッジは、雌ねじ山要素に機械式に結合されている。これにより、機械的に特に丈夫で、加工すべき背に対するプレスローラの精確な送りが得られる。

本発明の別の特徴は、従属請求項に記載されている。

破線で示した支持ローラ及びプレスローラと共に本発明による装置を概略的に示す側面図であり、支持ローラとプレスローラとの間で、加工中に、図示している背が図示していないフライス装置を通して案内される。

次に本発明の実施の形態を、図示の態様を用いて詳しく説明する。

図１に示しているように、本発明に係る、図示していない製本機の背加工ステーション２における過負荷を吸収する装置１は、支持ローラ４とプレスローラ６とを備える。支持ローラ４及びプレスローラ６は、本身１０が好適にはクランプ１２に懸架して搬送され、図示していないフライスにより加工されるときに、本身１０の背８に作用する。プレスローラ６は、ブリッジ１４に回動可能に収容されており、ブリッジ１４は、概略的に表しているリニアガイド１６を介して、スピンドル駆動装置１８により、両矢２０の方向にフレーム固定の支持ローラ４に対して移動可能である。プレスローラ６の移動は、調節駆動装置２２により行われ、調節駆動装置２２は、駆動軸２４を備え、駆動軸２４は、長さ補整要素３８を介して、スピンドル駆動装置１８のねじ山付きスピンドル２６に相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）、かつ同時にねじ山付きスピンドル２６の回動軸線２８に沿って摺動可能に連結されている。ねじ山付きスピンドル２６上に雌ねじ山要素３０が配置されており、雌ねじ山要素３０は、ブリッジ１４に結合されており、ブリッジ１４は、プレスローラ６と協働して、スピンドル１６の回動方向に応じて移動し、その際、プレスローラ６と支持ローラ４との間の間隔を目下処理されている本身８のその都度の厚みに対して調節することができる。このために、ねじ山付きスピンドル２６は、その外面に雄ねじ山３６ａを備え、雄ねじ山３６ａは、雌ねじ山要素３０の雌ねじ山３６ｂに係合する。

頁数が支持ローラ４とプレスローラ６との間の間隔に相応する頁数を超過する本の場合に過負荷吸収装置１の破損を回避し、かつ／又は同時に余剰の本の頁数を求めるために、ねじ山付きスピンドル２６の内側における内側の中空室３２の内側範囲に、回動軸線２８に対して同軸的に延在する、圧縮コイルばね３４として構成された弾性的な要素が配置されている。このばね弾性要素は、第１の端部で、ばね保護リング５６を介して、駆動軸２４に支持され、第２の端部で、ねじ山付きスピンドル２６のハウジングの内側に支持される。圧縮コイルばね３４のプリロードは、ねじ要素４０を介して調節可能である。ねじ要素４０は、ねじ山付きスピンドル２６の中空室３２に軸方向にねじ込み可能である。スピンドル２６の端面側の端部に栓４２が配置されており、栓４２は、ねじ山付きスピンドル２６の回動軸線に対して直交方向に延在する検出面４２ａを備える。検出面４２ａは、検出面４２ａに対して僅かな間隔を置いて配置されたフレーム固定のセンサ４４により把握され、これにより、センサ４４と面４２ａとの間の間隔Ａが特定される。

さらに図１から看取されるように、長さ補整要素３８は、長さ補整要素３８の内側に成形された楔溝３８ａを備え、楔溝３８ａに、駆動軸２４に相対回動不能に結合された楔要素３８ｂが係合する。

駆動軸２４の端面側の端部に、ストッパ４６が設けられており、ストッパ４６は、長さ補整要素３８に設けられた別のストッパ４８と協働し、これにより、プリロードが掛けられたばね弾性要素３４により形成される、ねじ山付きスピンドル２６を駆動軸２４から離れる方向に押し付ける圧縮力による楔形溝３８ａからの楔要素３８ｂの軸方向の離脱運動を阻止することができる。

さらに図１から看取されるように、調節駆動装置２２の駆動軸２４は、軸方向力を吸収することができ、十分な程度に寸法設定された軸受け５０、例えばスラスト軸受け又はアンギュラ玉軸受け又は溝付玉軸受けを介して、フレーム固定のフランジ５２に支持されており、フランジ５２には、好適には調節駆動装置２２のための保持プレート５４がフランジ固定されている。追加的に、軸受け５０を固定するために、リング状のブロック要素５８を駆動軸２４上に取り付けてもよい。図１では例えば、軸受け５０は、スラスト軸受けとして構成されている。

１ 本発明に係る過負荷吸収装置
２ 背加工ステーション
４ 支持ローラ
６ プレスローラ
８ 背
１０ 本身
１２ クランプ
１４ ブリッジ
１６ リニアガイド
１８ スピンドル駆動装置
２０ 両矢
２２ 調節駆動装置
２４ 駆動軸
２６ ねじ山付きスピンドル
２８ 回動軸線
３０ 雌ねじ山要素
３２ 中空室
３４ ばね弾性要素／圧縮コイルばね
３６ａ ねじ山付きスピンドルの雄ねじ山
３６ｂ 雌ねじ山要素の雌ねじ山
３８ 長さ補整要素
３８ａ 楔溝
３８ｂ 楔要素
４０ ねじ要素
４２ 栓
４２ａ 検出面
４４ センサ
４６ ストッパ
４８ 別のストッパ
５０ 軸受け
５２ フレーム固定のフランジ
５４ 保持プレート
５６ ばね保護リング
５８ リング状のブロック要素
Ａ 間隔

Claims (10)

1. 製本機の背加工ステーション（２）における過負荷を吸収する装置（１）であって、
   前記背加工ステーション（２）において、クランプ（１２）に挟んで搬送される本身（１０）の背（８）が、加工するために、挟まれた状態で位置固定の支持ローラ（４）とプレスローラ（６）との間を通して案内され、前記プレスローラ（６）は、リニアガイド（１６）とスピンドル駆動装置（１８）とを介して、加工すべき背（８）の厚みを調節するように直線移動可能であり、前記スピンドル駆動装置（１８）は、調節駆動装置（２２）によりモータ式に回転可能なねじ山付きスピンドル（２６）と、回動不能に収容された、前記ねじ山付きスピンドル（２６）に対して摺動可能な雌ねじ山要素（３０）とを備え、前記スピンドル駆動装置（１８）に連結されたばね弾性要素（３４）が設けられており、該ばね弾性要素（３４）は、前記プレスローラ（６）と前記支持ローラ（４）との間のその都度の間隔により設定される、前記プレスローラ（６）と前記支持ローラ（４）との間を案内される背（８）の目標厚さが超過される際に、前記ねじ山付きスピンドル（２６）の変位（Ａ）を可能にし、前記変位（Ａ）は、前記本身（１０）の頁数を特定するためにセンサ（４４）により把握可能である、過負荷を吸収する装置において、
   前記調節駆動装置（２２）の駆動軸（２４）と、前記ねじ山付きスピンドル（２６）の調節駆動装置側の端部とは、長さ補整要素（３８）を介して相対回動不能に、かつ前記ねじ山付きスピンドル（２６）の回動軸線（２８）に沿って摺動可能に相互に連結されており、前記ばね弾性要素（３４）は、前記ねじ山付きスピンドル（２６）のハウジング内に設けられた中空室（３２）の内側で、前記ねじ山付きスピンドル（２６）の回動軸線に対して同軸的に延在していて、第１の端部で、前記駆動軸（２４）に支持されていて、かつ第２の端部で、前記ねじ山付きスピンドル（２６）のハウジングの内側に支持されていることを特徴とする、過負荷を吸収する装置。
2. 前記ばね弾性要素（３４）は、圧縮コイルばねであり、該圧縮コイルばねは、前記圧縮コイルばねのプリロードを調節するために、第２の端部で、前記ねじ山付きスピンドル（２６）の前記中空室（３２）内で軸方向にねじ込み可能なねじ要素（４０）に支持されている、請求項１記載の装置。
3. 前記ばね弾性要素（３４）は、ガスばね又はニューマチックシリンダ又はゴム弾性的な要素を備える、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記ねじ山付きスピンドル（２６）の、前記長さ補償要素（３８）とは反対側の端面側の端部は、栓（４２）により閉鎖可能であり、該栓（４２）は、前記ねじ山付きスピンドル（２６）の回動軸線（２８）に対して直交方向に延在する検出面（４２ａ）を備え、該検出面（４２ａ）は、該検出面（４２ａ）に対して僅かな間隔を置いて配置されたフレーム固定のセンサ（４４）により把握される、請求項１又は２記載の装置。
5. 前記センサ（４４）は、誘導式のセンサであり、該センサは、過負荷が生じる場合に前記ばね弾性要素（３４）の圧縮力に抗して前記ねじ山付きスピンドル（２６）が摺動する際の前記検出面（４２ａ）の軸方向の移動距離（Ａ）を把握する、請求項４記載の装置。
6. 前記長さ補整要素（３８）は、内側に配置された少なくとも１つの楔溝（３８ａ）を備え、該楔溝（３８ａ）に、前記駆動軸（２４）に相対回動不能に結合された楔要素（３８ｂ）が係合している、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 前記駆動軸（２４）の端面側の端部にストッパ（４６）が設けられており、前記ストッパ（４６）は、前記長さ補整要素（３８）に設けられた別のストッパ（４８）と協働して、好適にはプリロードが掛けられた前記ばね弾性要素（３４）により形成される圧縮力による前記楔形溝（３８ａ）からの前記楔要素（３８ｂ）の軸方向の離脱運動が阻止される、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 前記調節駆動装置（２２）の前記駆動軸（２４）は、軸方向力も吸収することができる、十分な程度に寸法設定された軸受け（５０）を介して、フレーム固定のフランジ（５２）に支持されており、該フランジ（５２）に、好適には前記調節駆動装置（２２）のための保持プレート（５４）がフランジ固定されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 前記ねじ山付きスピンドル（２６）は運動ねじ山を備え、回動不能に収容されかつ前記ねじ山付きスピンドル（２６）に対して摺動可能な前記雌ねじ山要素（３０）は、スリットが設けられたねじ山付きナットを備え、該ねじ山付きナットのねじ山遊びは、好適には調節ねじを介して調節可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 前記プレスローラ（６）は、両側のガイド（１６）に摺動可能に収容されたブリッジ（１４）に収容されており、該ブリッジ（１４）は、前記雌ねじ山要素（３０）に機械式に結合されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。

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