Einbindmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einbindmaschine zum Binden einer Vielzahl von entlang eines Randes perforierten Blättern mittels in die Perforationen eingreifender, gerollter Finger eines Bindeelementes.
Erfindungsgemäss ist die Einbindmaschine gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Aufbewahren eines Vorrates von an einem Trägermaterial befestigten Bindeelementen, durch eine Bindestütze zum Abstützen eines Bindeelementes, durch Mittel zum Befördern des Trägermaterials zu einer Stelle in der Nähe der Bindestütze zwecks Anordnung eines Bindeelementes auf der Bindestütze, ferner durch relativ zur Bindestütze bewegbare Mittel, die die Finger eines abgestützten Bindeelementes zwecks Entrollens derselben berühren, wobei die letztgenannten Mittel umkehrbar sind, um die Finger nach dem Aufsetzen der perforierten Blätter auf die Finger wieder freizugeben, und schliesslich durch Mittel zum Aufsammeln des Trägermaterials.
In der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Einbindmaschine wird des besseren Verständnisses deren Funktion halber das mit dieser Maschine zu verwendende Bindemittel ebenfalls näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer von einem Elektromotor getriebenen Bindemaschine,
Fig. 2a eine vergrösserte Teilansicht der Finger und des Bindeelementes auf der Bindemaschine während ihrer Bindevorgänge,
Fig. 2b eine vergrösserte Teilansicht vom Bandaufnahmemechanismus nach unten gesehen,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines einzelnen Bindeelementes,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Bindemittels, das aus einem umgefalteten Band besteht, das lösbar an ihm befestigte Bindeelemente trägt,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Vielzahl von an einem Band befestigte Bindeelemente,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Bindemittels gemäss Fig.
5, das zusammengefaltet ist, um eine Wicklung für Abgabezwecke zu bilden,
Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die eine weitere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Bindema schine darstellt und
Fig. 8 ein schematisch elektrisches Schaltbild eines beispielsweisen Steuerkreises der Bindemaschine.
Bevor näher auf Einzelheiten eingetreten wird, folgt zwecks besseren Verständnisses der Zusammenhänge eine ziemlich allgemein gefasste Funktionsbeschreibung.
Im Betrieb werden einzelne Bindeelemente hintereinander auf einem oder mehreren Bändern in einer Weise aufgesetzt, die das Bindeelement zwangsläufig auf dem Band anordnen, aber ein Entfernen des Bindeelementes von dem Band durch die Anwendung eines Nenndruckes ermöglicht, im wesentlichen auf dieselbe Weise wie beim Entfernen eines Klebstoffstreifens von einem Gegenstand, auf den er mittels Druck aufgebracht wurde. Die Plastic-Ringelemente werden auf ein solches Band aufgebracht und hintereinander zugeführt, während das Band durch eine Bindemaschine läuft.
Die Bindemaschine kann eine handbetätigte sein, oder es wird eine ausnahmsweise zufriedenstellende kraftbetätigte Bindemaschine vorgesehen.
Ausserdem wird bei der vorliegenden Erfindung vorgezogen, dass die kraftbetätigte Bindemaschine periodisch betätigbar ist, und zwar fortlaufend von einer Stelle, in der ein Plastic-Bindeelement auf die Maschine in einer Lage aufgebracht wird, in der die Bindefinger geöffnet sind, durch einen Bindetakt, in dem das Buch auf das Bindeelement aufgesetzt wird, die Finger des Bindeelementes freigegeben werden, um sich in Bindeeingriff mit dem Buch zu rollen, das Buch aus der Maschine entfernt wird, ein nachfolgendes Einsetzen des nächsten Bindeelementes vorgenommen wird und dessen Finger geöffnet werden, um während eines nachfolgenden Taktes ein Buch aufzunehmen. In der bevorzugten Ausführungsform kann die Bedienungsperson ihre gesamte Zeit dazu aufwenden, das Buch in die Lage zum Binden und Anordnen des gebundenen Buches zu bringen.
Das Einschalten der Bindemaschine, um sie während ihres Bindetaktes zu betätigen, kann leicht erreicht werden durch die Betätigung eines einzelnen elektrischen Schalters durch den Fuss der Bedienungsperson. Infolgedessen hat sich beim tatsächlichen experimentellen Betrieb einer solchen ver besserten Bindemaschine herausgestellt, dass die Leistungsfähigkeit der Bedienungsperson sofort um 50% erhöht wurde auf eine Bindekapazität über 750 Bindungen pro Stunde bei im wesentlichen ungelernten Bedienungspersonen. Durch Übung wird die Leistung dann verdoppelt bis über 1000 Bindungen pro Stunde.
Das Bindemittel besteht aus einer Vielzahl von Bindeelementen, von denen jedes mit einem druckempfindlichen Klebstoff oder dergleichen an einem Band befestigt wird, das vorzugsweise auf einer Spule spiralig aufgewickelt ist. Bei dieser Anordnung werden alle Bindeelemente in Längsrichtung auf der Vorratstrommel einer Bindemaschine angeordnet, während ihre Achsen im wesentlichen parallel zur Drehachse der Vorratstrommel und quer zu dem Tragband liegen. Diese Rolle von Bindeelementen ist vorzugsweise mit einer grossen Anzahl von Bindeelementen darauf hergestellt, beispielsweise in Rollen von 1000 Bindeelementen. In einer solchen Rolle sind alle Elemente so angeordnet, dass sie mit ihrem Rückgrat auf die äussere Umfangsfläche des Bandes aufgesteckt sind, während ihre einzelnen Bindefinger nach oben vom Band hervorstehen.
Wenn das Bindemittel einmal in eine Bindemaschine in einer Weise eingesetzt worden ist, wie sie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, streift die Maschine die Bindeelemente nacheinander von dem bandförmigen Tragmaterial ab, öffnet die Plasticfinger des Bindeelementes zur Aufnahme einer Vielzahl von zu bindenden Seiten, lässt die Finger los, um zu ermöglichen, dass sie sich durch die Perforation der Buchseiten schliessen, und leitet einen Takt ein, in dem das nächstfolgende Bindeelement in seine Lage losgelassen und geöffnet wird. Bei diesem Vorgang kann die Bedienungsperson die Buchseiten handhaben, um sie in die Öffnung des Bindeelementes einzusetzen, braucht aber nur eine zusätzliche Bewegung zu machen, nämlich die des Betätigens des Schalters der Maschine.
Das kann natürlich mit dem Knie oder Fuss der Bedienungsperson erfolgen, ohne die Handhabung des zu bindenden Papiers zu stören. Infolge dieser Anordnung hat es sich als möglich erwiesen, Bücher mit einer Geschwindigkeit von über 1000 Exemplaren po Stunde zu binden.
Zweckmässig kann eine Wicklung von Bindeelementen auf halbautomatische Weise mittels einer Maschine abgegeben werden, wie sie in Fig. 1, 2a und 2b dargestellt ist. Wie es aus einer Betrachtung der Fig. 1 ersichtlich ist, ist eine Bindemaschine 10 von in der Technik allgemein bekannter Gestalt mit einer Arbeitsfläche 11, einem Rückgrat-Kammelement 12 und Entrollfingern 13 versehen. Ein umkehrbarer Motor 14 ist vorgesehen, um einen die Finger 13 tragenden Bügel 15 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung hin und her zu bewegen.
Einvon einerWelle 16 des Bügels 15 getragenes Kurvenelement bewegt gleichzeitig den Kamm 12 hin und her, um den Kamm 12 anfänglich geringfügig entlang seiner Länge und entlang der Achse von Bindeelementen 17 zu verschieben, um auf diese Weise die Hakenabschnitte 13a der Entrollfinger 13 mit den Fingern 17a der Bindeelemente 17 in Eingriff zu bringen, so dass bei fortgesetzter Verschwenkung des Bügels 15 die Entrollfinger 13 die Finger 17a aufrollen und dadurch das Bindeelement in die im linken Teil der Fig. 2a gezeigten Lage zum leichten Einsetzen der offenen Finger 17a in Perforationen öffnen, die sich in dem Rand eines zu bindenden Blätterstapels 20 befinden.
Eine Maschine der Art, die ein anfängliches Verschieben des Kammes 12 mit nachfolgender Schwenkung der Finger 13 in der in Fig. 1 dargestellten Weise vorsieht, ist in der USA Patentschrift Nr. 2 603 801 beschrieben, und es wird verständlich sein, dass die besonderen Konstruktionsmerkmale der Kamm- und Fingerverschiebung der Bindemaschine für die vorliegendeErfindung unwichtig sind, solange die Maschine das Rückgrat 17b des Bindeelementes tragen und die Finger 17a desselben etwa in die Form entrollen kann, wie sie in offenem Zustand in Fig. 2a gezeigt ist.
Wie es weiterhin bekannt ist, hat die General Binding Corporation of Northbrook, Illinois seit vielen Jahren eine Maschine unter der Bezeichnung 316EB Electro-Binder auf dem Markt, die in der in Fig. 1 dargestellten Weise angetrieben wird, um eine Schwenkung des Bügels 15 bei einer damit verbundenen Kurvenbetätigung des Kammes 12 hervorzurufen, um die Betätigung des Öffnens und Schliessens zu erzeugen, wie es oben beschrieben wurde. Bei diesen bekannten Maschinen begann jedoch die normale Arbeitsfolge damit, dass sich die Finger 13 neben dem Kamm 12 in einer neutralen Stellung befanden, in der die Bindeelemente 17 frei auf den Kamm von hinten und oben fallen konnten. Bei diesen und anderen bekannten Vorrichtungen begann somit ein Arbeitstakt in der Neutralstellung und endete auch in der Neutralstellung.
Der normale halbautomatische Vorgang der Maschine sieht eine Anfangsstellung vor, wie sie in Strichpunktlinien in Fig. 1 und 2a gezeigt ist, wobei die Finger 13 sich in ihrer äussersten linken Stellung befinden, während die Finger 17a des Bindeelementes auseinander gespreizt werden, um einen zu bindenden Blätterstapel aufzuspiessen. Eine Betätigung eines Fussschalters oder eines anderen Handschalters 22 setzt den umkehrbaren Motor 14 im Uhrzeigersinn in Bewegung, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, und verursacht eine Schwenkung des Hebels 14a im Uhrzeigersinn, der eine Stange 14b und den Bügel 15 nach rechts zieht. Die Bewegung des Bügels 15 führt auch die Finger in die in Fig. 1 und 2a in ausgezogenen Linie gezeigte rechte Stellung, in der das Bindeelement geschlossen wird.
Unmittelbar vor der Betätigung des Schalters wird der zu bindende Blätterstapel auf die Finger nach rechts aufgefädelt, während das Buch gebunden ist und von der Bindemaschine durch vertikale Aufwärtsbewegung parallel zu dem Rückgrat 12 abgestreift werden kann. Im Hinblick auf die oben beschriebene Kurvenwirkung wird die Bewegung der Hakenabschnitte 13a nach rechts gleichzeitig am Ende ihrer Bewegung durch eine Querbewegung der Hakenabschnitte 13a relativ zu dem Kammelement 12 begleitet, so dass in der zum Entfernen des Heftes bestimmten Stellung die Hakenabschnitte 13a unmittelbar gegenüber dem Kamm angeordnet sind und somit die Finger 13 kein Hindernis für das vertikale Entfernen des Heftes aus der Bindemaschine bilden.
Nach dem Entfernen des Heftes aus der Maschine setzt ein Schalter 21 einen in einer Richtung laufenden Motor 24 unter Strom, so dass er sich um eine volle Umdrehung dreht und dabei verursacht, dass ein Hebel 25 eine einstellbare Kurbel 26 in Uhrzeigerrichtung nach unten zieht, um Bindeelement-Bänder 27 in Richtung eines Pfeiles 28 um einen vorbestimmten Betrag zu bewegen, nämlich um den Mittenabstand zwischen angrenzenden Bindeelementen 17. Durch diese Bewegung der Bänder 27 wird das an den Kamm 12 angrenzende nächste Bindeelement 17 von dem Band durch scharfkantige Biegungen der Bänder 27 bei 27a und durch im Abstand angeordnete Träger 63a zur Abwärtsbewegung in dem Kamm 12 abgezogen, um durch die Finger 13 geöffnet zu werden.
Es wird ersichtlich, dass die zeitliche Abstimmung des Systems derart ist, dass die Bewegung des Motors 24 bei Betätigung des Handschalters 21 eingeleitet und der Kreis des Motors 24 durch die Beendigung einer Umdrehung des Motors 24 unterbrochen wird.
Eine Kurvenfläche 29 betätigt einen Schalter 30 am Ende ihrer einen Umdrehung, wenn das nächste Bindeelement 17 sich in dem Kamm 12 befindet, um den Motor 14 unter Strom zu setzen, um die Finger 13 in die oben beschriebene Strichpunktlage zu bewegen. Somit läuft der Bindevorgang nacheinander von einer Anfangsstellung, in der ein Binde element offen ist, um den Blätterstapel zum Binden aufzunehmen, zu dem eigentlichen Bindevorgang, zum Entfernen des Buches, zu dem Vorgang des Anordnens des Bindeelementes und schliesslich über den Vorgang des Öffnens und Streckens des Bindeelementes zur Ausgangsstellung zum Aufnehmen des nächsten Buches.
Experimente mit verschiedenen Konstruktionen haben ergeben, dass die optimale Zeitabstimmung derart ist, dass sogar erfahrene Bedienungspersonen etwas langsamer arbeiten als die elektrischen Motoren 24 und 14. Somit ist während des Betriebes das Bindeelement ständig bereit zum Aufspiessen der perforierten Blätter, die gebunden werden sollen, bevor die Bedienungsperson die Arbeit des Aufstapelns des vorher gebundenen Buches, des Aufstauchens oder des anderweitigen Ausrichtens der Blätter für das nächste zu bindende Buch und des Anordnens der Blätter für das nächste zu bindende Buch unmittelbar an der Stelle der Entrollfinger beendet hat. Die Bewegung des Bindeelementes in die Stellung auf dem Kamm 12 mit der nachfolgenden Betätigung von Hand hat sich als mehr als zweimal so schnell erwiesen als irgendein bisher bekannter halbautomatischer Bindevorgang.
Es wird bemerkt werden, dass durch die Folge der Arbeitsstufen die Bedienungsperson in keinem Fall das Bindeelement 17 selbst angefasst hat. Wenn die Spule mit den Bindeelementen in die Maschine eingesetzt worden ist, wie es weiter unten ausführlicher beschrieben wird, kann die Maschine fortlaufend betätigt werden, ohne auf irgendeine Weise die einzelnen Bindeelemente zu berühren.
Ausserdem wurde festgestellt, dass ein ungeübter durchschnittlicher Arbeiter die vorliegende Maschine mit viel weniger handwerklichem und geistigem Geschick bedienen kann als es der Fall war bei den früheren Systemen, in denen das Bindeelement von Hand eingesetzt werden musste, wenigstens gelegentlich, und in denen die Bedienungsperson zuerst das Bindeelement öffnen, das Papier einsetzen und dann das Bindeelement schliessen musste, wobei diese Reihenfolge wenigstens einen weiteren Handschaltvorgang und wenigstens einige zusätzliche Handhabungen der Bindeelemente erforderte.
Die besondere Beziehung zwischen den elektrischen und mechanischen Teilen kann leicht auf verschiedene Weise erzielt werden durch die Verwendung von Zeitverzögerungsschaltern und dergleichen. Eine Art zum Erreichen der aufeinanderfolgenden Betätigung ist schematisch in Fig. 8 dargestellt. Wie dort gezeigt ist, ist eine Stromquelle 40 zur Betätigung der Motoren 14 und 24 vorgesehen. Ein zentrales Steuerschaltelement 31 ist mit einer zentralen Stange 32 ausgerüstet, die elektrisch mit einer Hauptleitung 33 verbunden ist. Die Stange 32 ist an einer Stelle 34 angelenkt oder mittels einer Feder angebracht und durch den Druckknopfschalter 22 oder dergleichen nach oben betätigbar, um einen Kontakt 35 zu berühren. Wahlweise kann auch eine Abwärtsbewegung der Stange 32 durch Erregung eines Magnetspulenelementes 37 eine Berührung zwischen der Stange 32 und dem Kontakt 36 hervorrufen.
Eine Verbindungsstange 38 wird von der Stange 32 getragen und ist gegen sie isoliert und derart angeordnet, dass wenn die Stange 32 mit dem Kontakt 35 in Berührung steht, Kontakte 41a und 41b verbindet. Haltemagneten 42 und 43 sind vorgesehen, um die Stange 32 in ihrer ausgewählten Stellung während der Bewegung des Motors 14 über seinen gewünschten Bewegungskreis festzuhalten, der durch einen Kurvenansatz 44 begrenzt wird, der durch einen Kurvenhebel 45 und 14a getragen wird, der durch den Motor 14 über eine Wellenverbindung 46 oder dergleichen getrieben wird.
Wenn somit der Druckknopf 22 von Hand betätigt wird, wird die Stange 32 nach oben bewegt, um einen Stromfluss durch die Leitung 33 von der Stromquelle 40 über den Kontakt 35, den Motor 24, über Kontakte 39a, 39b und die Verbindungsstange 38, durch den Haltemagneten 42 und über einen Begrenzungsschalter 47 bei 48 zur Erde zu verursachen. Wenn sich der Motor 14 dreht, wird sich die Kurvenplatte 45 im Uhrzeigersinn drehen, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, bis der Ansatz 44 den Schalter 49 öffnet, zu welchem Zeitpunkt die Kraft durch den Motor abgeschaltet und der Haltemagnet 42 entregt wird, wodurch eine Rückkehr der Schalterstange 32 in ihren Neutralzustand hervorgerufen wird. An dieser Stelle sind die Finger 13 aus der Strichpunktlage gemäss Fig. 1 und 2a in die von vollen Linien gezeigte, äusserste rechte Lage zurückgekehrt, wie sie in diesen Figuren gezeigt ist.
An dieser Stelle ist der Blätterstapel 20 sicher durch das Bindeelement verbunden.
Nach dem Binden des Blätterstapels 20, wie es oben beschrieben wurde, verursacht eine Aufwärtsbewegung des gebundenen Stapels eine kurzzeitige Betätigung des Schalters 21. Dadurch wird der Kreis von der Stromquelle 40 über Kontakte 50 und 51 zu dem Motor 24 geschlossen, wodurch eine Drehung des Motors um eine Umdrehung erfolgt. Eine Steuerung zum Sperren der Kraftzufuhr nach einer Umdrehung wird durch eine Haltespule 52 erzielt, die den Schalter 21 in geschlossenem Zustand hält, bis eine von dem Motor 24 getriebene Kurve 53 den Haltekreis durch Betätigung eines Schalters 54 öffnet.
Unmittelbar nach Beendigung des Taktes schliesst eine auf ähnliche Weise von dem Motor 24 getriebene Kurve 55 kurzzeitig den Schalter 30 mittels des Kurvenvorsprungs 29, um das Magnetspulenelement 37 zu erregen, was wiederum eine Drehung des Motors 24 im Uhrzeigersinn veranlasst, wie es oben beschrieben wurde, so dass unmittelbar nach dem Zuführen der Bindeelemente 17 zu dem Kamm durch den Motor 24 der Kamm in seine äusserste linke Stellung geschwenkt wird, wie sie in Fig. 1 und 2a gezeigt ist. Diese Stellung ist die Anfangsstellung, und wenn der Motor 14 den Kurvenansatz 44 in seine Endstellung bewegt hat, ist der Schalter 49 offen, und die Motoren werden beide gestoppt, bis die Bedienungsperson den Schalter 22 betätigt, um ein weiteres Buch zu binden.
Ein halbautomatischer Vorgang ist somit oben beschrieben worden. Ein wichtiger Punkt der Anordnung ist es, dass die Bindeelemente selbst in Form einer schraubenförmigen Spule 60 angeordnet sind, wie es deutlich aus Fig. 1 hervorgeht, die drehbar auf einer Ladehülse 61 getragen wird, die wiederum von einer auf den Rahmen 10 starr angebrachten Verlängerung 62 getragen wird. Wie oben angedeutet, sind die Elemente 17auf einem oder mehreren Bändern 27 durch einen druckempfindlichen Klebstoff angebracht worden. In der bevorzugten Ausführungsform ist ein Paar Bänder 27 axial zu den Bindeelementen 17 im Abstand angeordnet. Bei dieser Anordnung läuft das Paar von Bändern über eine Tragplatte 63, wird über Trommeln 64 nach unten und zurückgeleitet, läuft nach unten über Leerlaufschienen 65 und dann zu einer Sammelspule 66, die vorzugsweise ein herausnehmbares Rohr ist.
Im Hinblick auf die Verwendung von zwei Bändern werden die Trommeln 64 getrennt auf einer Tragwelle 67 über Einweg-Kupplungen 68 getragen. Somit treibt die von dem Motor 24 in schwenkbarer Weise betätigte Kurbel 26 die Welle 67 schwenkbar, die wiederum eine Einweg-Kupplungsnabe 69 treibt. Eine Schwingbewegung der Nabe 69 erzeugt eine absatzweise Bewegung der Trommel 64 in einer Richtung im Uhrzeigersinn gemäss Fig. 1 über die herkömmliche Einweg-Kupplung 68. Gleichzeitig kann die Trommel 64 jederzeit im Uhrzeigersinn relativ zu der Welle 67 mittels eines Handreibungsknopfes 70 bewegt werden, der durch die Tragplatte 63 in einem Schlitz 71 hindurchragt.
Als Folge dieser Anordnung kann das Paar von Bändern 27 an gegenüberliegenden Seiten der Maschine einzeln wahlweise vorwärtsbewegt werden, um jeglichen geringen Ausrichtfehler auszugleichen, der gelegentlich zwischen den Bändern 27 entstehen kann, wodurch die Bedienungsperson die Möglichkeit hat, die Bindeelemente 17 jederzeit parallel zu dem Kamm 12 zu halten. Die Bewegung des vorgegebenen Bindeelementes 17 bei einer Schwenkbewegung der Kurbel 26 wird durch den Abstand bestimmt, um den das Gelenk 25a des Hebels 25 von der Mitte der Welle 67 entfernt ist. Dieser Abstand ist mittels eines Schlitzes 26a einstellbar, in dem der Stift 25a auf herkömmliche Weise verstellt werden kann. Die Bänder 27 werden auf die Spule 66 aufgewickelt, die durch einen Reibungsriemen 66a unter Spannung gehalten wird, der von einer von dem Motor 24 getriebenen Reibscheibe 66b getrieben wird.
Eine Handeinstellung desselben ist jederzeit durch einen auf der Reibscheibe 66b vorgesehenen Rändelknopf möglich. Obwohl nur eine einzige Sammelspule 66 dargestellt ist, wird bemerkt werden, dass die Spule 66 in so viele Teile unterteilt sein kann, wie Bänder vorgesehen sind. Es hat sich herausgestellt, dass durch Verwendung von Silicon-Gummi auf der Trommel 64 druckempfindliche Bandmaterialien, wie sie üblicherweise auf dem Markt sind, eine Haftung daran aufweisen, sich aber völlig sauber von ihnen durch dieSpan- nung abstreifen, die über die Sammelspule 66 fortlaufend vorgesehen ist.
Es wird offensichtlich sein, dass, obwohl die oben beschriebene halbautomatische Maschine mit einer Spule von auf einem Band angebrachten Bindeelementen zusammenarbeitet, um die Bindeelemente von den Bändern abzunehmen und Bücher in besonders wirksamer Weise zu binden, trotzdem die auf den Bändern angeordneten Bindeelemente ein ausgezeichnetes Produkt zur Verwendung bei handbetätigten Maschinen darstellen. Das ist leicht ersichtlich aus einer Betrachtung der Fig. 3 bis 7. Die Bindeelemente können leicht in doppelten Schichten abgepackt werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wobei das Band oder die Bänder 27 um sich selbst zurückgefaltet sind, um eine Doppelschichtpackung zu bilden.
Wahlweise können die auf den Bändern27 angeordneten Bindeelemente, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, aufgerollt werden mit oder ohne den Vorteil eines zentralen Anordnungsstabes, und zwar in einer im wesentlichen schraubenförmigen Packung. An der Verwendungsstelle können die Packungen, die entweder flach, wie in Fig. 4 oder 5, oder aufgewickelt sind, wie in Fig. 6, in einem Behälter 80 aufbewahrt werden, der an einem herkömmlichen Bindegerät 81 angebracht ist (das nicht mit einem automatischen Mechanismus zum Abnehmen der Elemente von den Bändern versehen ist, wie er in Fig. 1 gezeigt ist). Die Bänder 27 werden dann um eine handbetätigte Aufwickelspule 82 gewickelt, die leicht durch einen gerändelten oder anderweitig gestalteten Knopf 83 betätigt werden kann.
Bei dieser Anordnung kann der Knopf 83 im Uhrzeigersinn bewegt werden, wodurch ein Bindeelement 17 auf den Kamm 12 angeordnet und von dem Band 27 abgestreift wird. Eine Bewegung der Finger des Bindeelementes (in Fig. 7 nicht dargestellt) durch herkömmliche, handbetätigte oder kraftbetätigte Mittel, wird das Binden eines Buches verursachen und nach einer anschliessenden Abnahme des Buches kann ein nächstes Buch gebunden werden nach einer weiteren Bewegung der Aufwickelspule 82, dann nach einer weiteren Bewegung der Aufwickelspule 82, um ein neues Bindeelement
17 auf den Kamm 12 aufzubringen.
Tests haben ergeben, dass die neuartige spulenförmige Packung von Bindeelementen, wie sie hier erläutert wurde, eine äusserst wirksame Möglichkeit zum Transportieren der einzelnen Bindeelemente in einer einheitlichen Packung bildet und dass die Verwendung der auf den Bändern angeordneten Bindeelemente in der Maschine eine ungewöhnlich und bemerkenswert wirksame Bindemaschine schafft, die einen zufriedenstellenden Betrieb durch gewöhnliche Bedienungspersonen mit einer fortlaufenden Produktionsmenge ermöglicht, die bemerkenswert grösser ist als sie bisher möglich war. Ausserdem bildet das Bindemittel, das aus einer Gruppe von Bindeelementen besteht, die hintereinander entweder durch Druckeinwirkung lösbar oder abstreifbar auf einem Band angebracht sind, eine zweckmässige Zahlenbasis, wie z.B. 100 Bindeelemente.
Es wurde beispielsweise handelsübliches druckempfindliches Band mit Bindeelementen aus Vinyl-Chlorid oder Polyvinyl-Chlorid verwendet, aber es können auch andere Materialien Verwendung fin- den. In dieser Beziehung wird bemerkt, dass das druckempfindliche Band so ausgewählt werden sollte, dass es in bezug auf das Bindeelement chemisch neutral ist.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass, wenn Bindevorgänge für eine längere Zeit auf dem halbautomatischen Binder gemäss Fig. 1 abgebrochen werden und die Maschine sich in ihrer Anfangsstellung befindet, das Bindeelement in seinem geschlossenen Zustand freigegeben werden sollte, um eine permanente Verformung in den Fingern zu verhindern. Eine Abschaltung der Maschine kann erzielt werden durch Drücken des Schalters 22, und eine anschliessende Wiederbetätigung wird erzielt durch kurzzeitige Handbetätigung des Elementes 37.
Binding machine
The present invention relates to a binding machine for binding a plurality of sheets perforated along an edge by means of rolled fingers of a binding element which engage in the perforations.
According to the invention, the binding machine is characterized by a device for storing a supply of binding elements attached to a carrier material, by a binding support for supporting a binding element, by means for conveying the carrier material to a location in the vicinity of the binding support for the purpose of arranging a binding element on the binding support, furthermore by means movable relative to the binding support which touch the fingers of a supported binding element for the purpose of unrolling the same, the latter means being reversible in order to release the fingers again after the perforated sheets have been placed on the fingers, and finally by means for collecting the carrier material.
In the following description of exemplary embodiments of the binding machine, the binding agent to be used with this machine is also explained in more detail for a better understanding of its function. In the drawing shows:
1 is a side view of a binding machine driven by an electric motor,
2a shows an enlarged partial view of the fingers and the binding element on the binding machine during their binding processes,
2b shows an enlarged partial view of the tape take-up mechanism looking downwards,
3 shows a side view of an individual binding element,
Fig. 4 is a side view of a binding means consisting of a folded band carrying binding elements releasably attached to it;
5 is a plan view of a plurality of binding elements attached to a tape;
6 shows a side view of a binding agent according to FIG.
5, which is folded up to form a coil for dispensing purposes,
Fig. 7 is a partially sectioned side view showing a further embodiment of the binding machine shown in Fig. 1 and
8 is a schematic electrical circuit diagram of an exemplary control circuit of the binding machine.
Before going into more detail, a fairly general functional description follows for a better understanding of the relationships.
In operation, individual binding elements are sequentially placed on one or more tapes in a manner which positively locates the binding element on the tape but allows removal of the binding element from the tape by the application of a nominal pressure, in much the same way as removing a strip of adhesive from an object to which it has been applied by means of pressure. The plastic ring elements are applied to such a belt and fed one behind the other while the belt runs through a binding machine.
The binding machine may be a hand operated one or an exceptionally satisfactory power operated binding machine is provided.
In addition, it is preferred in the present invention that the power-operated binding machine is periodically operable, namely continuously from a position in which a plastic binding element is applied to the machine in a position in which the binding fingers are open, by a binding cycle, in the book is placed on the binding element, the fingers of the binding element are released to roll into binding engagement with the book, the book is removed from the machine, a subsequent insertion of the next binding element is made and its fingers are opened during record a book in a subsequent bar. In the preferred embodiment, the operator can spend all of his or her time getting the book ready for binding and placing the bound book.
Turning on the binding machine to operate it during its binding cycle can be easily accomplished by the operation of a single electrical switch with the operator's foot. As a result, in actual experimental operation of such an improved binding machine, it was found that the operator's efficiency was instantly increased by 50% to a binding capacity of over 750 bindings per hour with essentially unskilled operators. With practice, the performance is then doubled to over 1000 bindings per hour.
The binding means consists of a plurality of binding elements, each of which is attached by a pressure sensitive adhesive or the like to a tape which is preferably spirally wound on a reel. In this arrangement, all binding elements are arranged in the longitudinal direction on the supply drum of a binding machine, while their axes are essentially parallel to the axis of rotation of the supply drum and transverse to the carrier tape. This roll of binding elements is preferably made with a large number of binding elements thereon, for example in rolls of 1000 binding elements. In such a role, all elements are arranged in such a way that their backbones are attached to the outer circumferential surface of the tape, while their individual binding fingers protrude upwards from the tape.
Once the binding agent has been inserted into a binding machine in a manner as will be described in more detail below, the machine strips the binding elements one after another from the band-shaped carrier material, opens the plastic fingers of the binding element to accommodate a plurality of pages to be bound, leaves the fingers to allow them to close through the perforation of the book pages and initiate a cycle in which the next following binding element is released into place and opened. During this operation, the operator can manipulate the book pages to insert them into the opening of the binding element, but only needs to make one additional movement, namely that of operating the switch of the machine.
This can of course be done with the operator's knee or foot without interfering with the handling of the paper to be bound. As a result of this arrangement, it has been found possible to bind books at a rate of over 1000 copies per hour.
A winding of binding elements can expediently be dispensed in a semi-automatic manner by means of a machine, as shown in FIGS. 1, 2a and 2b. As can be seen from a consideration of FIG. 1, a binding machine 10 of a configuration well known in the art is provided with a work surface 11, a spine comb element 12, and decoiling fingers 13. A reversible motor 14 is provided to move a bracket 15 carrying the fingers 13 back and forth in the forward and backward directions.
A cam element carried by a shaft 16 of the bracket 15 simultaneously moves the comb 12 back and forth to initially move the comb 12 slightly along its length and along the axis of binding elements 17, thus engaging the hook portions 13a of the unrolling fingers 13 with the fingers 17a of the binding elements 17 into engagement, so that with continued pivoting of the bracket 15 the unrolling fingers 13 roll up the fingers 17a and thereby open the binding element in the position shown in the left part of FIG. 2a for easy insertion of the open fingers 17a into perforations which are in the edge of a stack of sheets 20 to be bound.
A machine of the type which provides for initial displacement of the comb 12 with subsequent pivoting of the fingers 13 in the manner shown in FIG. 1 is described in U.S. Patent No. 2,603,801, and it will be understood that the particular design features the comb and finger displacement of the binding machine are unimportant for the present invention as long as the machine can support the backbone 17b of the binding element and unroll the fingers 17a of the same into approximately the shape as shown in the open state in Fig. 2a.
As is also known, the General Binding Corporation of Northbrook, Illinois has had a machine called the 316EB Electro-Binder on the market for many years, which is driven in the manner shown in FIG. 1 to cause the bracket 15 to pivot an associated cam actuation of the comb 12 to produce the actuation of opening and closing as described above. In these known machines, however, the normal working sequence began with the fingers 13 next to the comb 12 in a neutral position in which the binding elements 17 could freely fall onto the comb from behind and above. In these and other known devices, a working cycle thus began in the neutral position and also ended in the neutral position.
The normal semi-automatic operation of the machine provides an initial position as shown in dash-dotted lines in Figs. 1 and 2a with fingers 13 in their extreme left position while fingers 17a of the binding element are spread apart to bind a binding Poke a pile of leaves. Actuation of a foot switch or other hand switch 22 sets the reversible motor 14 in clockwise motion, as shown in Figure 1, and causes the lever 14a to pivot clockwise which pulls a rod 14b and bracket 15 to the right. The movement of the bracket 15 also guides the fingers into the right position shown in solid lines in FIGS. 1 and 2a, in which the binding element is closed.
Immediately before the switch is actuated, the stack of sheets to be bound is threaded onto the fingers to the right, while the book is bound and can be stripped off by the binding machine by means of a vertical upward movement parallel to the spine 12. With regard to the curve effect described above, the movement of the hook sections 13a to the right is accompanied at the same time at the end of their movement by a transverse movement of the hook sections 13a relative to the comb element 12, so that in the position intended for removing the booklet, the hook sections 13a directly opposite the comb are arranged and thus the fingers 13 do not constitute an obstacle to the vertical removal of the booklet from the binding machine.
After removing the booklet from the machine, a switch 21 energizes a unidirectional motor 24 so that it rotates one full revolution, causing a lever 25 to pull an adjustable crank 26 downward in a clockwise direction Binding element tapes 27 to move in the direction of arrow 28 by a predetermined amount, namely by the center distance between adjacent binding elements 17. By this movement of the bands 27, the next binding element 17 adjacent to the comb 12 is removed from the band by sharp-edged bends of the bands 27 withdrawn at 27a and by spaced carriers 63a for downward movement in comb 12 to be opened by fingers 13.
It can be seen that the timing of the system is such that the movement of the motor 24 is initiated when the manual switch 21 is actuated and the circuit of the motor 24 is interrupted by the completion of one revolution of the motor 24.
A cam surface 29 actuates a switch 30 at the end of its one revolution when the next binding element 17 is in the comb 12 to energize the motor 14 to move the fingers 13 to the chain-dotted position described above. Thus, the binding process runs successively from an initial position in which a binding element is open to accommodate the stack of sheets for binding, to the actual binding process, to remove the book, to the process of arranging the binding element and finally through the process of opening and stretching of the binding element to the starting position for receiving the next book.
Experiments with different constructions have shown that the optimal timing is such that even experienced operators work a little slower than the electric motors 24 and 14. Thus, during operation, the binding element is always ready to impale the perforated sheets that are to be bound before the operator has finished the work of piling up the previously bound book, upsetting or otherwise aligning the sheets for the next book to be bound, and arranging the sheets for the next book to be bound immediately at the location of the unrolling fingers. The movement of the binding element into position on the comb 12 with subsequent manual actuation has been found to be more than twice as fast as any previously known semi-automatic binding process.
It will be noted that, as a result of the sequence of work stages, the operator has never touched the binding element 17 himself. When the spool with the binding elements has been inserted into the machine, as will be described in more detail below, the machine can be operated continuously without touching the individual binding elements in any way.
It has also been found that an inexperienced average worker can operate the present machine with much less manual and intellectual dexterity than was the case with previous systems in which the binding element had to be inserted by hand, at least occasionally, and in which the operator first had to open the binding element, insert the paper and then close the binding element, this sequence requiring at least one further manual switching operation and at least some additional manipulations of the binding elements.
The particular relationship between the electrical and mechanical parts can easily be achieved in various ways through the use of time delay switches and the like. One way of achieving sequential actuation is shown schematically in FIG. As shown there, a power source 40 for actuating the motors 14 and 24 is provided. A central control switching element 31 is equipped with a central rod 32 which is electrically connected to a main line 33. The rod 32 is articulated at a point 34 or attached by means of a spring and can be actuated upwards by the push-button switch 22 or the like in order to touch a contact 35. Optionally, a downward movement of the rod 32 can also bring about contact between the rod 32 and the contact 36 by energizing a magnetic coil element 37.
A connecting rod 38 is carried by and isolated from the rod 32 and is arranged such that when the rod 32 is in contact with the contact 35, it connects contacts 41a and 41b. Holding magnets 42 and 43 are provided to hold the rod 32 in its selected position during movement of the motor 14 through its desired range of motion, which is limited by a cam 44 carried by a cam lever 45 and 14a which is driven by the motor 14 is driven via a shaft connection 46 or the like.
Thus, when the push button 22 is manually operated, the rod 32 is moved upwards to allow current to flow through the line 33 from the power source 40 via the contact 35, the motor 24, via contacts 39a, 39b and the connecting rod 38, through the Holding magnets 42 and through a limit switch 47 at 48 to earth. When the motor 14 rotates, the cam plate 45 will rotate clockwise, as shown in Fig. 8, until the boss 44 opens the switch 49, at which point the power from the motor is switched off and the holding magnet 42 is de-energized, thereby causing the switch rod 32 to return to its neutral state. At this point the fingers 13 have returned from the dash-dot position according to FIGS. 1 and 2a into the extreme right position shown by solid lines, as shown in these figures.
At this point, the stack of sheets 20 is securely connected by the binding element.
After the stack of sheets 20 has been bound as described above, an upward movement of the bound stack causes the switch 21 to be momentarily actuated. This completes the circuit from the power source 40 through contacts 50 and 51 to the motor 24, causing the motor to rotate takes place by one revolution. A control for blocking the power supply after one revolution is achieved by a holding coil 52 which holds the switch 21 in the closed state until a cam 53 driven by the motor 24 opens the holding circuit by actuating a switch 54.
Immediately after the end of the cycle, a cam 55 driven in a similar manner by the motor 24 briefly closes the switch 30 by means of the cam projection 29 in order to excite the magnetic coil element 37, which in turn causes the motor 24 to rotate in the clockwise direction, as described above, so that immediately after the binding elements 17 have been fed to the comb by the motor 24, the comb is pivoted into its extreme left position, as shown in FIGS. 1 and 2a. This position is the initial position and when the motor 14 has moved the cam 44 to its end position, the switch 49 is open and the motors are both stopped until the operator presses the switch 22 to bind another book.
A semi-automatic process has thus been described above. An important point of the arrangement is that the binding elements themselves are arranged in the form of a helical coil 60, as can clearly be seen in FIG. 1, which is rotatably carried on a loading sleeve 61 which in turn is supported by an extension rigidly attached to the frame 10 62 is worn. As indicated above, the elements 17 have been attached to one or more tapes 27 by a pressure sensitive adhesive. In the preferred embodiment, a pair of straps 27 are axially spaced from the binding members 17. In this arrangement, the pair of tapes pass over a support plate 63, are passed down and back over drums 64, pass down over idle rails 65 and then to a collecting spool 66 which is preferably a removable tube.
With regard to the use of two belts, the drums 64 are carried separately on a support shaft 67 via one-way clutches 68. Thus, the crank 26 pivotably actuated by the motor 24 drives the shaft 67 pivotably, which in turn drives a one-way clutch hub 69. An oscillating movement of the hub 69 generates an intermittent movement of the drum 64 in a clockwise direction according to FIG. 1 via the conventional one-way clutch 68. At the same time, the drum 64 can be moved clockwise relative to the shaft 67 at any time by means of a hand friction button 70 which protrudes through the support plate 63 in a slot 71.
As a result of this arrangement, the pair of belts 27 on opposite sides of the machine can be individually selectively advanced to compensate for any minor misalignment that may occasionally arise between the belts 27, allowing the operator to keep the binding elements 17 parallel to the comb at all times 12 hold. The movement of the predetermined binding element 17 during a pivoting movement of the crank 26 is determined by the distance by which the joint 25 a of the lever 25 is removed from the center of the shaft 67. This distance is adjustable by means of a slot 26a in which the pin 25a can be adjusted in a conventional manner. The ribbons 27 are wound onto the spool 66 which is held under tension by a friction belt 66a driven by a friction disc 66b driven by the motor 24.
It can be adjusted manually at any time by means of a knurled knob provided on the friction disk 66b. Although only a single collection spool 66 is shown, it will be appreciated that spool 66 can be divided into as many parts as there are ribbons. It has been found that, by using silicone rubber on the drum 64, pressure sensitive tape materials such as are commonly available on the market will adhere to it, but will strip completely clean of them by the tension that continues across the collection spool 66 is provided.
It will be apparent that although the semi-automatic machine described above works with a reel of tape-mounted binders to detach the binders from the tapes and bind books in a particularly effective manner, nevertheless the tape-mounted binders are an excellent product for use in hand-operated machines. This is readily apparent from a consideration of Figures 3 to 7. The binding elements can easily be packaged in double layers as shown in Figure 4 with the tape or tapes 27 folded back on themselves to form a double layer package form.
Optionally, as shown in Fig. 6, the binding elements disposed on the straps 27 can be rolled up, with or without the benefit of a central bar, in a substantially helical package. At the point of use, the packages, either flat as in Figs. 4 or 5, or coiled as in Fig. 6, can be stored in a container 80 attached to a conventional binding device 81 (which does not include an automatic Mechanism for removing the elements from the tapes is provided as shown in Fig. 1). The tapes 27 are then wound around a hand-operated take-up spool 82 which is easily actuated by a knurled or otherwise shaped button 83.
With this arrangement, the knob 83 can be moved clockwise, whereby a binding element 17 is placed on the comb 12 and stripped from the tape 27. Movement of the fingers of the binding element (not shown in Fig. 7) by conventional, hand-operated or power-operated means will cause a book to be bound and, after the book is subsequently removed, a next book can be bound after further movement of the take-up spool 82, then upon further movement of the take-up spool 82 around a new binding element
17 to be applied to the comb 12.
Tests have shown that the novel reel-shaped packing of binding elements, as explained here, is an extremely effective way of transporting the individual binding elements in a unitary package and that the use of the binding elements arranged on the belts in the machine is an unusually and remarkably effective one Provides a binding machine which enables satisfactory operation by ordinary operators with a continuous output that is remarkably greater than has hitherto been possible. In addition, the binding agent, which consists of a group of binding elements, which are attached one behind the other either detachably or strippable on a tape by the action of pressure, forms an appropriate number base, e.g. 100 binding elements.
For example, commercially available pressure sensitive tape with vinyl chloride or polyvinyl chloride binders was used, but other materials can be used. In this regard, it is noted that the pressure sensitive tape should be selected so that it is chemically neutral with respect to the binding member.
In practice it has been found that if binding processes are aborted for a long time on the semi-automatic binder according to FIG. 1 and the machine is in its initial position, the binding element should be released in its closed state in order to avoid permanent deformation To prevent fingers. The machine can be switched off by pressing the switch 22, and then reactivated by briefly manual actuation of the element 37.