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Dokumentenidentifikation DE19918477A1 26.10.2000
Titel Walzenförmig aufgebaute kombinierte Vorrichtung zur Rückenbearbeitung beim Klebebinden
Anmelder Rathert, Horst, Dipl.-Ing., 32425 Minden, DE
Erfinder Rathert, Horst, Dipl.-Ing., 32425 Minden, DE
DE-Anmeldedatum 23.04.1999
DE-Aktenzeichen 19918477
Offenlegungstag 26.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.10.2000
IPC-Hauptklasse B42C 5/04
IPC-Nebenklasse B42B 9/06   B26D 1/00   B26D 7/18   
Zusammenfassung Walzenförmige Bearbeitungswerkzeuge werden kompakt in einer Kombination zusammengefaßt. Dabei entsteht auf engstem Raum eine universale Bearbeitungsmöglichkeit des Blockrückens zwecks Anpassung an die Papierverhältnisse.
Die walzenförmigen Werkzeuge haben gegenüber standardmäßigen scheibenförmigen Werkzeugen den Vorteil des geringen Platzbedarfs.
Eine Schmirgelwalze bietet den Vorteil des Nichtzusetzens der Körnung und der geringeren Erwärmung der Blockrückenoberfläche.
Mit einem walzenförmigen Fräser mit profilierter Oberfläche kann eine entsprechende Oberflächenstruktur auf den Blockrücken übertragen werden.

Beschreibung[de]

Durch das Abfräsen der Lagenrücken bei der Klebebindung werden die Blätter nur an der Kante verklebt. Die Blattkanten müssen dafür eine gute Haftung für den Klebeauftrag bilden, wenn eine befreidigende Blattausreißfertigkeit erreicht werden soll.

Die Bedingungen für die Verklebung haben sich von der Papierseite her in der Vergangenheit durch Recycling und verstärkten Strich ständig verschlechtert.

Abhängig von Papier und Leimauftrag muß eine geeignete Oberflächenbearbeitung des Blockrückens vorgenommen werden.

Es sind viele Bearbeitungssysteme bekannt geworden, die eine besondere Oberflächenbeschaffenheit erzeugen.

Die Praxis hat immer wieder gezeigt, daß die Einflußfaktoren auf das Resultat der Oberflächenbearbeitung wie Faserzerstörung, Strichverschmierung, Faserfreilegung, Stauberzeugung und Oberflächenvergrößerung sehr abhängig von Papier und Maschinengeschwindigkeit ist, so daß von Fall zu Fall immer die geeignetste Bearbeitung herausgefunden werden muß.

Man braucht letztlich in einem Klebebinder mehrere Oberflächenbearbeitungswerkzeuge, die man den Gegebenheiten entsprechend einsetzen kann. Nur so läßt sich eine optimale Bindefestigkeit auch bei kritisch zu verarbeitenden Papieren erreichen.

Das bedeutet aber einen hohen Platz- und damit Kostenaufwand für den Klebebinder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kombination von Werkzeugen anzubieten, die auf engstem Raum in einem kleinen Klebebinder eine universale Bearbeitung des Rückens entsprechend der Gegebenheiten ermöglicht, so daß in einem kleinen Klebebinder eine Bindequalität erreichbar wird, wie es bisher nur in langen Bindern möglich ist.

Erfindungsgemäß werden die Werkzeuge dazu walzenförmig ausgebildet und nacheinander in einer Bearbeitungskombination angeordnet.

Die Oberfläche, die der Hauptfräser beim Abtrennen der Falzkanten erzeugt, kann abhängig vom Papier zu glatt oder ausgerissen sein. Mit einem Walzenäser in der ersten Position einer Bearbeitungskombination wird ein Abtrag von begrenzter Tiefe vorgenommen, der die Oberfläche egalisiert. In Klebebindern geringer Bindeleistung kann dieser Egalisierfräser auch die Aufgabe des Hauptfräsers übernehmen, wodurch weiterer Platz und Aufwand gespart wird.

Die Achse des Walzenfräsers ist vorzugsweise 70° zur Transportrichtung angeordnet. Vorzugsweise arbeitet er gegenläufig zur Transportbewegung. Die Schneiden am Umfang weisen einen Drall von vorzugsweise 40° zur Achsrichtung des Fräsers auf. Dadurch entsteht eine seitliche Schnittkraftkomponente, die zur festen Seite des Transportsystems gerichtet ist und dort von einer oberhalb der Fräserachse angeordneten Gegenleiste aus verschleißfestem Material aufgenommen wird. Die Schneiden sind auf ihrer Länge durch eine gewindeförmig auf der Mantelfläche angebrachte Rille unterbrochen, um einerseits einen unterbrochenen Span zu bekommen, andererseits aber auch zu einem lückenlosen Abtrag zu kommen. Der Egalisierfräser erzeugt eine normal rauhe Oberfläche ohne Ausrisse.

Für bestimmte Kombinationen von Papier und Leim ist diese Oberfläche noch nicht optimal. Erfindungsgemäß können dann in der Kombination eine oder auch zwei Schmirgelwalzen angeordnet werden, die mit unterschiedlicher Körnung aus Hartmetall- oder Diamantsplittern besetzt sein können und die Oberfläche des Blockrückens in geeigneter Weise aufrauhen.

Man hat bisher schon mit Schmirgelscheiben gute Ergebnisse der Bindefestigkeit erzielt. Die Schmirgelscheiben setzen sich jedoch leicht zu und erzeugen eine hohe Erwärmung der Oberfläche, die die Strichverschierung fördert. Im Gegensatz zur Schmirgelscheibe, die flächig unter dem Blockrücken arbeitet, hat die Schmirgelwalze nur eine praktisch linienförmige Berührung mit dem Blockrücken. Bevor sie zuviel Material aufgenommen haben verlassen die Bearbeitungsspitzen der Hartmetallsplitter oder Diamatsplitter schon wieder den Kontaktbereich. Durch die hohe Fliehkraft aufgrund hoher Drehzahl und kleinem Durchmesser werden die aufgenommenen Materialteilchen radial abgeworfen und die Schmirgelwalze setzt sich nicht zu. Zusätzlich kann auf der Unterseite der Walze noch eine Blasluftdüse angebracht werden, die die Selbstreinigung durch einen scharfen Luftstrahl unterstützt.

Die Achse der Schmirgelwalze ist vorzugsweise ca. 70° zur Transportrichtung gerichtet. Die Drehrichtung kann mit- oder gegenläufig sein. Durch die schräge Achsanordnung entsteht eine seitliche Bearbeitungskraftkomponente, die ein Auffächern des Blockaushangs vermeidet und die von einer Gegenleiste am Aushang des Blocks direkt über der Bearbeitungslinie aufgefangen wird.

Körnung und Größe des Abtrags müssen aufeinander abgestimmt sein.

Die Schmirgelwalze ist darum auswechselbar gestaltet, um verschiedene Körnungen abhängig vom Papier einzusetzen, oder es werden z. B. zwei Walzen hintereinander angeordnet, die nach Bedarf genutzt werden können.

Zwecks besonderer Gestaltung der Oberflächenstruktur des Blockrücken z. B. Kerben kann als letztes walzenförmiges Werkzeug eine Walze aus Hartmetall oder mit Hartmetallschneiden angeordnet werden, die eine entsprechende profilierte Manteloberfläche aufweist, wie sie z. B. aus DE 196 39 574 bekannt ist.

Es sind auch andere Profile, als in dieser Patentschrift beschrieben, denkbar. Die Rückenoberfläche könnte z. B. mit schräg verlaufenden spitzen Rillen kleinen Querschnitts und geringer Teilung versehen werden. Entsprechend wird das Walzenwerkzeug an der Manteloberfläche mit einem ein- oder mehrgängigem Gewinde versehen, das das gleiche Profil wie das gewünschte Blockrückenprofil aufweist.

Auf diese Weise können definierte Rauhigkeiten und Oberflächenvergrößerungen erzeugt werden, um eine optimale Verklebung zu gewährleisten.

Die Werkzeuge einer Kombination haben die gleiche Anstellung der Achsen zur Transportrichtung, vorzugsweise einen gemeinsamen Antrieb und eine gemeinsame Absaugung. Dadurch ist eine kompakte platzsparende Bauweise gewährleistet.

In der Höhe sind die Werkzeuge zueinander einstellbar um Egalisiertiefe, Schmirgeltiefe und Kerbtiefe zu justieren. Die gesamte Einheit wird gemeinsam entsprechend dem Blockaushang auf Höhe eingestellt.

Abb. 1 zeigt eine beispielhafte Kombination aus Egalisierfräser, Schmirgelwalze und Kerbfräser.

Abb. 2 zeigt den Aufbau eines Egalisierfräsers.

Abb 3 zeigt die Wirkungsweise der Schmirgelwalze.

Abb. 1 zeigt eine beispielhafte Kombination aus Egalisierfräser 1, Schmirgelwalze 2 und Kerbfräser 3. Die Transportrichtung des Blocks 4 verläuft in einem Winkel α von ca. 70° geneigt zu den Achsen der Werkzeuge.

Die Umfangsbewegung der Walzen ist vorzugsweise gegen die Transportrichtung gerichtet. Sie beträgt ein Vielfaches der Transportgeschwindigkeit der Blocks.

Die seitlichen Kraftkomponenten der Werkzeuge werden durch die Gegenleisten 5, 6 und 7 aufgenommen. Sie liegen in der flucht der festen Seite des Transportsystems. Die einzelnen Walzen sind getrennt in den Gehäusen 8, 9 und 10 gelagert und zueinander über die Exzenterverstellungen 11 und 12 verstellbar in der Höhe, um die Bearbeitungstiefe des jeweiligen Werkzeugs zu justieren.

Der Egalisierfräser 1 hat am Umfang eine Vielzahl von Schneiden 1a mit dem Drallwinkel β von ca. 40° zur Achse.

Die Schneiden sind unterbrochen durch Gewinderillen 1b.

Die Schmirgelwalze 2 ist beschichtet mit Splittern aus Hartmetall oder Diamant. Die Körnung kann den Papier- und Leistungsverhältnissen angepaßt werden.

Je mehr Abtrag vorgenommen werden soll desto gröber muß die Körnung sein, desto rauher wird die erzielte Oberfläche.

Der Kerbfräser ist ähnlich aufgebaut wie der Egalisierfräser. Das Profil auf der Walze bestimmt das Profil am Blockrücken. Dazu müssen zusätzlich die Steigung der Profilrille auf dem Mantel der Walze und die Vorschubgeschwindigkeit des Transports in Übereinstimmung sein, damit das Gewindeprofil auf der Walze in den Blockrücken geschnitten wird. Entsprechend erfolgt ein synchron zur Transportgeschwindigkeit geregelter Antrieb 13. Es können beliebige Profile gewählt werden. Bei sehr kleinem Profil muß die Profilgewinderille zwei- oder gar mehrgängig auf den Walzenmantel aufgebracht werden, um die Drehzahl der Walze in Grenzen zu halten.

Die gesamte Kombination hat eine gemeinsame Absaugung 14.

Zweckmäßigerweise wird der nicht vom Blockformat überstrichene Bereich abgedeckt, um die Absaugung zu unterstützen und Falschluft zu vermeiden.

Abb. 2 zeigt einen Egalisierfräser 1 mit den Schneiden 1a und den gewindeförmigen Unterbrechnungsrillen 1b. Die Schneiden haben einen Spanwinkel von vorzugsweise 40°, um die Bearbeitungskräfte klein zu halten.

Abb. 3 zeigt die geringe Kontaktlänge der Schmirgelwalze 2 mit dem Block 4.

Die Bearbeitungsspitzen der Beschichtung 2a mit Hartmetall- oder Diamantsplittern haben nur über die Länge s abhängig von der Schmirgeltiefe Kontakt und werden durch die Fliehkraft f von den Spänen radial befreit.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Rückenbearbeitung in einem Transportsystem eines Klebebinders, dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung hintereinander walzenförmige Bearbeitungswerkzeuge kombiniert angeordnet sind, deren Drehachsen quer bzw. in einem stumpfen Winkel zur Blocktransportrichtung gerichtet sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Bearbeitungswerkzeuge kompakt in einer Einheit platzsparend zusammengefaßt sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen walzenförmigen Werkzeuge einen gemeinsamen Antrieb haben.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination von walzenförmigen Werkzeugen einem konventionellen Hauptfräser nachgeordnet ist und zur Aufbereitung der Oberfläche für die Verklebung dient.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eines der Werkzeuge, das sich dann in Blocktransportrichtung betrachtet an erster Stelle befindet, ein Walzenfräser zum gleichmäßigen Abtragen einer begrenzten Schichtdicke am Blockrücken ist, dessen Schneiden in Hartmetall ausgeführt sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichet, daß der Walzenfräser in Klebebindern geringer Bindeleistung die gesamte Abfräsung der Blattkanten übernimmt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden einen Drallwinkel von vorzugsweise 40° zur Drehachse haben, wodurch ein spitzer Winkel zwischen der Schneidenrichtung und der festen Innenseite des Transportsystems entsteht und die Schnittkraft zur festen Seite des Transportsystems gerichtet ist und dort von einer ortsfest angebrachten Gegenleiste, die den Buchblock im Aushangbereich des Transportsystems stützt, aufgenommen wird.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden auf ihrer Länge in axialer Richtung über den Walzenkörper gewindeförmig unterbrochen sind.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß mindestens eines der Werkzeuge eine Schmirgelwalze zur Aufrauhung der Oberfläche ist, die an der Mantelfläche mit Hartmetallsplittern oder Diamantsplittern beschichtet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Schmirgelwalze in einem Winkel von vorzugsweise 70° zur Transportrichtung steht und die seitliche Schnittkraftkomponente von einer fest angeordneten Gegenleiste aufgenommen wird.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Walze gleich- oder gegenläufig zur Blocktransportrichtung ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Körnung der Schmirgelwalze auf der Unterseite durch eine Blasluftdüse von festsitzenden Spänen befreit wird.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere hintereinander angeordnete Schmirgelwalzen in Transportrichtung betrachtet eine kleiner werdende Körnung aufweisen.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bearbeitungen des Blockrückens eine gemeinsame Staub- und Spanabsaugung haben.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Kombination in Transportrichtung betrachtet mehrere Streifenbürsten den Blockrücken abbürsten und den Austritt von Spänen verhindern.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das in Transportrichtung betrachtet letzte Werkzeug in der Manteloberfläche so strukturiert ist, daß es ein Profil in die Blockrückenoberfläche einfräst, wobei das gewünschte Profil gewindeförmig ein- oder mehrgängig auf dem Mantel der Walze aufgebracht ist.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Walze ca. 70° zur Transportrichtung angeordnet ist, und sich die dadurch ergebende seitliche Kraftkomponente durch eine über der Fräserachse angeordnete Gegenleiste aus verschleißfestem Material am Blockaushang aufgefangen wird.






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