Vorrichtung zum Auftragen einer Flüssigkeit entlang einer Biegelinie

Abstract

 Bei einer Vorrichtung zum Auftragen einer Flüssigkeit entlang einer Biegelinie auf einem von Fördermitteln bewegten, papierhaltigen, bogen- oder bahnförmigen Material (2), insbesondere einem Umschlag (2), mit einem Reservoir (21) für die Flüssigkeit, mit einer eine definierte Flüssigkeitsmenge liefernden Zuführung (19, 20), und mit einem Auftragselement zum Auftragen der Flüssigkeit, ist vorgesehen, dass das Auftragselement ein rotierend arbeitendes, die Flüssigkeit beim Rillen im Kontaktauftrag auftragendes Rillwerkzeug (4, 10) ist. Ein Übertragungselement (16) nimmt die Flüssigkeit am Auslass der Zuführung (19) auf und gibt sie fein verteilt an die Werkzeugoberfläche des Rillwerkzeugs (4, 10) ab. Das saugfähige Material (16 a) des Übertragungselements (16) ermöglicht die Zwischenspeicherung der Flüssigkeit, sodass die Flüssigkeit intermittierend, durch einfaches Ein-/Ausschalten der Zuführung (19) dem Übertragungselement (16) zuführbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen einer Flüssigkeit entlang einer Biegelinie auf einem von Fördermitteln bewegten, papierhaltigen, bogen- oder bahnförmigen Material, insbesondere einem Umschlag, mit einem Reservoir für die Flüssigkeit, mit einer eine definierte Flüssigkeitsmenge liefernden Zuführung, und mit einem Auftragselement zum Auftragen der Flüssigkeit.

[0002] Beim Klebebinden werden zusammengetragene (Falz-) Bogen durch Auftragen eines Klebstoffs auf den bearbeiteten Blockrücken zu einem Broschurenblock verbunden. Ein entlang der Rückenkanten gerillter Umschlag wird mit dem Blockrücken verklebt, wobei mit Hilfe von Pressschienen der Umschlag zunächst gegen den Blockrücken und anschl. seitlich gepresst wird. Dabei werden die Umschlagdeckel um die Blockrückenkanten gebogen.

[0003] Es ist bekannt, die Biegelinie durch Auftragen einer Flüssigkeit biegeweicher zu machen, um ein Material schonendes Umbiegen der Umschläge beim Umlegen um den Buchblockrücken zu ermöglichen und um die Rückstellkräfte zu verringern, was zu einer Entlastung der Verklebung des Umschlags insbesondere mit der ersten bzw. letzten Seite des Buchblocks führt.

[0004] Aus der US 3,884,183 A ist ein Flüssigkeitsauftragssystem bekannt, mit dem auf einer Papierbahn vor dem Falzen entlang einer Falzlinie eine Falzhilfeflüssigkeit aufgetragen wird. Es besteht aus einer oberhalb der Papierbahn angeordneten Rohrleitung mit einer Austrittsöffnung zur berührungslosen Abgabe der Flüssigkeit unmittelbar über der Papierbahnoberfläche und einem Reservoir, mit dem die Rohrleitung über ein einstellbares Ventil verbunden ist. Die Rohrleitung bzw. deren Austrittsöffnung ist manuell horizontal und vertikal verstellbar, um die Falzhilfeflüssigkeit entlang der gewünschten Linie auf die Papierbahn abzugeben.

[0005] In der EP 486 812 B1 ist ein Flüssigkeitsauftragssystem beschrieben, bei dem die Flüssigkeit berührungslos mittels einer Düse auf die Papierbahn aufgetragen wird. Die Stellung der Düse ist durch entsprechendes Verschieben eines Halters entlang einer Traverse über die Bahnbreite einstellbar. Die Einstellung erfolgt in einfachen Fällen manuell oder durch eine fernbedienbare Stelleinrichtung, die über eine Steuerleitung von einem Bedienpult ansteuerbar ist.

[0006] In der EP 1 110 749 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Umschlag im Bereich der zu bildenden Umschlagkanten durch Zudosieren einer Flüssigkeit biegeweicher gemacht wird. Die Flüssigkeit wird mittels Düsen streifenförmig auf die Innen- und/oder Außenseite des Umschlags aufgebracht. Das Verfahren sieht vor, die Flüssigkeit vor und/oder nach dem Rillen aufzutragen.

[0007] Da die Falzhilfeflüssigkeiten nicht ohne Wechselwirkung mit Druckfarben und/oder dem Papier sind, muss die Dosierung und Positionierung des Auftrags sehr genau erfolgen. Die bekannten Systeme sind daher meist mit aufwendigen und daher kostenintensiven Dosierpumpen und Auftragssteuerungen ausgestattet. Um nicht jeweils eine neue Position des Flüssigkeitsauftrags manuell einstellen zu müssen, können die Auftragssysteme außerdem noch mit automatischen Formatachsen ausgestattet sein, was aber die Systeme weiter verteuert.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auftragen einer Flüssigkeit entlang einer Biegelinie auf einem von Fördermitteln bewegten, papierhaltigen, bogen- oder bahnförmigen Material, insbesondere einem Umschlag, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die von einfachem Aufbau ist und dennoch einen exakt dosierten und positionierten Flüssigkeitsauftrag ermöglicht.

[0009] Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass das Auftragselement ein rotierend arbeitendes, die Flüssigkeit beim Rillen im Kontaktauftrag auftragendes Rillwerkzeug ist. Die Wirkoberfläche des Rillwerkzeugs wird mit der Flüssigkeit sehr fein benetzt. Die benetzte Werkzeugoberfläche überträgt während des Rillvorgangs die Flüssigkeit durch Abwälzen auf das Material. Die durch die Rillung vorgegebene Biegelinie wird hierdurch gezielt mit der Flüssigkeit beaufschlagt, sodass sie beim anschließenden Umlegen des Umschlags um den Buchblockrücken entsprechend biegeweich ist. Die Auftragsvorrichtung ist aufgrund der synchron mit dem Material rotierend angetriebenen Rillwerkzeuge selbstregelnd und dadurch unempfindlich gegen Geschwindigkeitsschwankungen. Eine separate Positionierung des Auftragselements entfällt, da durch die Positionierung der Rillwerkzeuge eine ideale Auftragsposition vorgegeben ist. Die konstruktiv einfache und aufgrund des stabilen Führungsaufbaus robuste Auftragsvorrichtung beansprucht nur einen kleinen Bauraum und kann in bestehende Rilleinrichtungen nachgerüstet werden.

[0010] In bevorzugter Weiterausgestaltung ist ein die Flüssigkeit am Auslass der Zuführung aufnehmendes und an das Rillwerkzeug abgebendes Übertragungselement vorgesehen. Vorzugsweise weist das Übertragungselement ein saugfähiges Material auf, das die Flüssigkeitsmenge quasi zwischenspeichert und eine gleichmäßige Abgabe der Flüssigkeit entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des Rillwerkzeugs ermöglicht. Das vom Übertragungselement bereitgestellte Flüssigkeitsangebot ist die Regelgröße für die Benetzung des Rillwerkzeugs und damit für den Auftrag einer definierten Flüssigkeitsmenge auf das Material. Aufwendige Dosierpumpen sind nicht erforderlich.

[0011] Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie der Zeichnung. Es zeigt die Fig. eine Seitenansicht einer Rilleinrichtung für Umschläge mit einer erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung.

[0012] Die Rilleinrichtung 3 ist Bestandteil einer nicht näher dargestellten Umschlaganlegevorrichtung eines Klebebinders und besteht im Wesentlichen aus rotierenden Rillwerkzeugen 4, 6, 10, 11, wobei jeweils ein mit einem Rillmesser 5 ausgestattetes oberes Rillwerkzeug 4 bzw. 10 mit einem eine Rillmatrize 7 aufweisenden unteren Rillwerkzeug 6 bzw. 11 zusammenarbeitet. Ein erstes Paar von Rillwerkzeugen 4, 6 befindet sich auf entgegengesetzt zueinander angetriebenen oberen und unteren Rillwellen 8, 9. In Durchlaufrichtung gesehen dahinter liegen die Rillwellen 12, 13, auf denen die Rillwerkzeuge 10, 11 befestigt sind.

[0013] Der zu rillende, bogenförmige Umschlag 2 wird von nicht weiter dargestellten Führungs- und Transportmitteln in einer Ebene ungefähr mittig zwischen den Rillwellen 8, 12 und 9, 13 durch die Rilleinrichtung 3 bewegt. Der Umschlag 2 erhält zwei parallel zur Förderrichtung verlaufende Rillen, indem das jeweilige Rillmesser 5 das Material in die Rillmatrize 7 verdrängt.

[0014] In dem Ausführungsbeispiel sind die Rillwerkzeuge 4, 6, 10, 11 zur Ausformung der beiden sogenannten Rückenrillen 2 c ausgebildet, entlang derer später die Umschlagdeckel 2 a um die Kanten des Buchblockrückens gebogen werden. Der Bereich zwischen den beiden Rückenrillen 2 c ist der Umschlagrücken 2 b. Die Rilleinrichtung 3 kann mit weiteren Rillwerkzeugen zur Ausformung von sogenannten Zierrillen ausgestattet sein, die einige Millimeter parallel zu den Rückenrillen 2 c verlaufen und das Scharnier für die ggf. seitlich am Buchblock angeklebten Umschlagdeckel 2 a bilden.

[0015] Zum Verändern der Position der Rückenrillen 2 c in dem Umschlag 2, insbesondere zum Verändern der Breite des Umschlagrückens 2 b, sind die Rillwerkzeuge 4, 6 bzw. 10, 11 in bekannter Weise durch gemeinsames axiales Verschieben ihrer Rillwellen 8, 9 bzw. 12, 13 verstellbar. In der Fig. ist die Verstellung durch die symbolischen Verstellpfeile V₁ und V₂ vereinfacht dargestellt. Die Einstellung der Rillposition kann aber auch durch einzelnes Verschieben der Rillwerkzeuge 4, 6, 10, 11 auf den Rillwellen 8, 9, 12, 13 erfolgen.

[0016] Die Rilleinrichtung 3 ist mit einer Auftragsvorrichtung 1 zum Auftragen einer Flüssigkeit ausgestattet, welche die durch die Rillen 2 c vorgegebenen Biegestellen biegeweicher macht. Die Flüssigkeit wird während des Rillvorgangs auf den Umschlag 2 aufgetragen. Als Auftragselement dient erfindungsgemäß jeweils das als Rillmesser 5 ausgebildete obere Rillwerkzeug 4 bzw. 10. Die Werkzeugoberfläche des Rillmessers 5 wird während der Rotation von einer jeweils darüber angeordneten, von dem Rillwerkzeug 4 bzw. 10 drehangetriebenen Übertragungsrolle 16 sehr fein mit der Flüssigkeit benetzt.

[0017] Die benetzte Werkzeugoberfläche überträgt während des Rillvorgangs die Flüssigkeit durch Abwälzen auf den Umschlag 2, quasi im Kontaktauftrag. Die durch die Rillung vorgegebene Biegelinie wird hierdurch gezielt mit der Flüssigkeit beaufschlagt, sodass sie beim anschließenden Umlegen des Umschlags 2 um den Buchblockrücken entsprechend biegeweich ist.

[0018] Die Übertragungsrolle 16 weist radial einen saugfähigen Rand 16 a auf, welcher von einem darüber angeordneten Auslassventil 19 mit der Flüssigkeit versorgt wird und die Flüssigkeit quasi zwischenspeichert zur gleichmäßigen Abgabe der Flüssigkeit entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des Rillwerkzeugs 4 bzw. 10. Das von der Übertragungsrolle 16 bereitgestellte Flüssigkeitsangebot ist die Regelgröße für die Benetzung des Rillwerkzeugs 4 bzw. 10 und damit für den Auftrag einer definierten Flüssigkeitsmenge auf die Biegestellen des Umschlags 2. Die Benetzung ist weiter abhängig von der Werkzeugoberfläche und dem Werkstoff des Rillmessers 5 sowie der Oberflächenspannung der Flüssigkeit.

[0019] Damit sich die jeweilige Übertragungsrolle 16 immer mittig über dem zugeordneten Rillmesser 5 befindet, ist sie auf einem Bolzen 15 eines Halters 14 bzw. 18 drehgelagert, welcher auf dem entsprechenden Rillwerkzeug 4 bzw. 10 gelagert ist und sich an einer gestellfesten Achse 17 verdrehsicher abstützt. Bei Verstellung der Rillwerkzeuge 4, 6, 10, 11 werden die Übertragungsrollen 16 automatisch mitgeführt.

[0020] An dem jeweiligen Halter 14 bzw. 18 befindet sich außerdem noch das Auslassventil 19, die verschiedenen Auftragsstellen verbunden ist. Die Auslassventile 19 sind als Magnetventile ausgebildet und ermöglichen eine intermittierende Abgabe der Flüssigkeit. Hierzu wird der Magnet 19 a des Auslassventils 19 von einer zentralen Steuerung 22 angesteuert.

[0021] In der Steuerung 22 wird aus verschiedenen Eingangsgrößen, bspw. die Umschlaghöhe, die Fördergeschwindigkeit und die gewünschte Auftragsmenge, eine Öffnungszeit des Auslassventils 19 über einen definierten Zeitabschnitt gebildet, um die erforderliche Flüssigkeitsmenge an der Übertragungsrolle 16 bereitzustellen. Dabei kann auch eine mögliche Verdunstung der Flüssigkeit bei längeren Stillständen Berücksichtigung finden.

[0022] Die Fördergeschwindigkeit ermittelt die Steuerung 22 aus dem Signal eines mit der Rillwelle 8 verbundenen Drehgebers 23. Eine im Transportpfad der Umschläge 2 angeordnete Lichtschranke 24 erfasst die Vorder- und Hinterkante der Umschläge 2. Zusammen mit der Fördergeschwindigkeit bestimmt daraus die Steuerung 22 die pro Zeiteinheit geförderte Materialmenge, der wiederum eine erforderliche Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit gemäß der gewünschten Auftragsmenge zuordnebar ist. Die erforderliche Flüssigkeitsmenge wird nicht kontinuierlich sondern schubweise an die Übertragungsrolle 16 abgegeben. Die gewünschte Auftragsmenge auf den Umschlägen 2 wird im Ausführungsbeispiel durch eine einfache Bedieneinheit 25 über + / - Tasten vorgegeben. Über die Bedieneinheit 25 kann die Auftragsvorrichtung 1 außerdem ein- und ausgeschaltet werden.

[0023] Die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung 1 ist von konstruktiver Einfachheit und äußerst robust, da sie sich der solide ausgeführten Rillwerkzeuge bedient. Sie benötigt keine aufwendigen, eine veränderbare Flüssigkeitsmenge ausgebenden Dosierpumpen oder -ventile. Die Auftragsvorrichtung 1 ist aufgrund der synchron mit dem Umschlag 2 rotierend angetriebenen Rillwerkzeuge 4, 6, 10, 11 selbstregelnd und dadurch unempfindlich gegen Geschwindigkeitsschwankungen. Das saugfähige Material der Übertragungsrolle 16 ermöglicht die Zwischenspeicherung der Flüssigkeit, sodass die Flüssigkeit intermittierend, durch einfaches Ein-/Ausschalten des Auslassventils 19 zugeführt werden kann.

[0024] Die Erfindung ist anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Im Sinne der Erfindung sind aber alternative Ausgestaltungen möglich. So kann, statt die Flüssigkeit mit dem Rillmesser 5 einzuarbeiten, auch die Rillmatrize 7 mit der Flüssigkeit benetzt sein. Alternativ zur drehangetriebenen Übertragungsrolle 16 kann auch ein einfacher Schwamm als Übertragungselement Verwendung finden. Eine definierte Flüssigkeitsmenge über einen bestimmten Zeitabschnitt kann auch von einer einfachen Pumpe ausgegeben werden.

[0025] Aufgrund der besseren Zugänglichkeit und weil die Oberseite des Umschlags 2 als Innenseite von unten gegen den Buchblockrücken gedrückt wird, erfolgt in dem Ausführungsbeispiel die Befeuchtung der Umschläge 2 mit den oberhalb angeordneten Rillwerkzeugen 4, 10. Gleichwohl können auch die unteren Rillwerkzeuge 6, 11 als Auftragselement fungieren.

[0026] In dem Ausführungsbeispiel ist die Auftragsvorrichtung 1 als autarke Einheit ausgebildet. Die Ansteuerung der Auslassventile 19 kann aber auch von einer zentralen Steuerung des Klebebinders aus erfolgen, in der die genannten Eingangsgrößen bereits für andere Prozesse des Klebebindens erfasst und verarbeitet werden.

Bezugszeichenliste

[0027] 

1

Auftragsvorrichtung

2

Umschlag

2 a

Umschlagdeckel

2 b

Umschlagrücken

2 c

Rückenrille

3

Rilleinrichtung

4

Oberes Rillwerkzeug

5

Rillmesser

6

Unteres Rillwerkzeug

7

Rillmatrize

8

Obere Rillwelle

9

Untere Rillwelle

10

Oberes Rillwerkzeug

11

Unteres Rillwerkzeug

12

Obere Rillwelle

13

Untere Rillwelle

14

Halter

15

Bolzen

16

Übertragungsrolle

16 a

Saugfähiger Rand

17

Achse

18

Halter

19

Auslassventil

19 a

Magnet

20

Zuleitung

21

Reservoir

22

Steuerung

23

Drehgeber

24

Lichtschranke

25

Bedieneinheit

V₁

Verstellung

V₂

Verstellung

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Auftragen einer Flüssigkeit entlang einer Biegelinie auf einem von Fördermitteln bewegten, papierhaltigen, bogen- oder bahnförmigen Material (2), insbesondere einem Umschlag (2),

• mit einem Reservoir (21) für die Flüssigkeit,

• mit einer eine definierte Flüssigkeitsmenge liefernden Zuführung (19, 20), und

• mit einem Auftragselement zum Auftragen der Flüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet,

• dass das Auftragselement ein rotierend arbeitendes, die Flüssigkeit beim Rillen im Kontaktauftrag auftragendes Rillwerkzeug (4, 10) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Flüssigkeit am Auslass der Zuführung (19) aufnehmendes und an das Rillwerkzeug (4, 10) abgebendes Übertragungselement (16) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (16) ein saugfähiges Material (16 a) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (16) als eine von dem Rillwerkzeug (4, 10) drehangetriebene Übertragungsrolle (16) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (16) an einem auf dem Rillwerkzeug (4, 10) gelagerten, gegen Verdrehung gesicherten Halter (14, 18) aufgenommen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (21), das Übertragungselement (16) und das Rillwerkzeug (4, 10) oberhalb des bewegten Materials (2) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rillwerkzeug (4, 10) ein Rillmesser (5) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung eine Dosierpumpe oder ein Auslassventil (19) umfasst, die bzw. das taktweise betätigt, eine einstellbare Flüssigkeitsmenge liefert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine die Flüssigkeitsmenge bestimmende Steuereinrichtung (22) für die Dosierpumpe oder das Auslassventil (19) mit zugeordneten Sensoren (23, 24) zur Erfassung des geförderten Materials (2).

Zeichnung