本发明涉及一种制备书皮的方法和设备系统，所述书皮用于例如以公知“无线装订系统”或类似装订系统生产的预成型书芯。本发明特别涉及一种用于制备预印、预切割书皮的设备系统和连续的方法，所述书皮带有一个单独的连接件，其作用是作为一个在书皮脊部和书芯脊部之间的紧固件。该单独的连接件可采用不同的形式，但在本发明的一个优选形式中，该连接件由一个新型产品构成，其结构形式是一个压扁的柔性套或管，它连接两个脊部区域，但是使其保持分开状态，以便在为书皮和书芯装订和连接提供最大强度的同时易于翻阅。该新型连接件由一张厚度单一不透过粘合剂的专用纸制成，它由一个连续的、被压平的双壁窄条构成，在其一个壁上具有一个纵向搭接连接。由于本发明的设备系统和方法可以在线制造连接件，因此可以高速运行，并且除去性能可靠外，还可以与作为在线设备的无线装订系统或类似装订系统配合使用，因为本发明的设备系统和方法可以使生产量甚至超过现有装订系统的生产量。 最广义地说，本发明涉及以这样的方式制造单张坯料，即连续供给坯料，与此同时，使一个卷筒纸或管形连接件沿该连续移动的坯料的预定部分粘于其上，随后高速切断已被粘接的卷筒纸或管形连接件，使移动的坯料分成单张坯料。
已有技术已经提出和发展了用于解决如公知“无线装订系统”那样的装订系统所遇到问题地方案，所述“无线装订系统”是于19世纪80年代后期引入北美的。按照目前的发展状况，无线装订系统主要用于生产软皮书，例如公知的平装书，包括产品目录、电话薄、课本、技术手册、和一些杂志。在这种系统中，由许多互相粘合的书贴构成的书芯的脊部通常粘于软书皮的脊部的全部长度和宽度范围上。在某些情况下，书皮也在相距书芯的书脊边缘的一定距离内粘于书芯的第一页和最后一页上，以便获得书皮和书芯之间的更牢固的连接。用这种方法制造的书的脊部相当硬，书不易打开，因此难以阅读。这种书的书脊容易破损，并且当用力打开书芯的第一页和最后一页时，它们易于脱离书芯。在本领域中将术语“难以打开”用于上述类型的无线粘合的软皮书中，用于表示在阅读时的突然合书和难于平展地放置在一个阅读平面上的情况。对于那些在阅读时必须被握住或镇住的课本、说明书和类似书，上述问题是公认的。
在已有技术中已经提出了解决上述难以打开问题的软皮书装订方法。一种装订方法是使用支撑层，该支撑层通常是由布或绉纱构成的窄条或平的单层窄带，它被粘于书芯的全部脊部上和书芯的第一页和最后一页的一部分上。随后将软的或硬的书皮粘于支撑层上，通常是在书芯的第一页和最后一页的书脊边缘区域处以胶条将书皮粘于支撑层上，使得书皮的脊部与书芯脊部相分开。Eero Jukola的美国专利US 4，299，410是这种结构的一个典型实例。已经做出了使这种类型的装订生产自动化，使其适用于无线装订设备的努力，但这种努力未产生满意的结果。尽管是将连续的卷筒状支撑材料供入至单独供入的书皮上，并随后将书皮分开，以此方法生产预装书皮，但速度和可靠性仅允许进行离线生产。预装书皮被堆存，并以“分批”形式供至无线装订设备。此外，“侧施胶”装置是必不可少的，并必须将其加入到无线装订设备中，以便将预成型的书皮联于书芯上。尽管与更加昂贵的硬书皮装订相比，这种方法可能提供了足够经济的替换方法，但其不适于大量生产的纸面装订书或与其不相上下，因此它一直未广泛用于工业生产。
C.R.Duryea和C.R.Duryea等人的重要的美国专利US 951，436和998，283以及Pe ntti Sallinen的美国专利US 4，547，000进一步公开了一种用于解决以无线装订生产的书的“难以打开”和硬脊部破损问题的已知方法和结构。在Sa llinen的专利中，借助于一个单独的元件将软皮固定于书芯上，使得书皮的脊部与书芯的脊部保持相隔开或分开的关系并且前者不直接连接于后者的脊部上。在此情况下，单独的连接元件或许多这样的元件是由一种不透胶的纸或其他材料形成的可压扁的柔性套筒或管构成。如果使用单个管，管的周长至少是书芯脊部宽度的两倍，并且其长度最好等于书芯脊部的高度。Sallinen专利的教导是，将单个压平或弄平的管或许多管的一侧粘于书皮脊部，其另一侧粘于书芯脊部。Sallinen的构思也设想使用其周长大于书芯脊部的两倍的套筒。在此结构中，该套筒也有一部分超过第一页和最后一页的后边缘而粘于书芯的侧面上。在某些情况下，这种方法也与已有的无线装订一起使用，以便使书皮和书芯之间牢固连接。按照Sallinen的构思，可以避免通常作用于书皮打开那几页上的高的张力，这是因为在书皮和第一页和最后一页之间的套筒的柔性折合可以有效地减少所述张力。但是Sallinen的专利以及Duryea的专利仅涉及书芯和软书皮结构，以及组装和粘合已制成的单独元件的方法和顺序。尽管这些专利的管或套筒装订结构以一种经济的粘合装订方法形成了一种柔性耐用且可展平的无线装订书，其功能类似于Smyth-Sewn型装订的硬皮书，但是未得到能与无线装订设备联机使用进行所述装订的方法和设备。因此，这种装订方法一直未广泛进行工业使用。
Kadish的US 5，078，424描述了另一种装订形式，其中，一个管形元件作为书芯和软书皮脊部之间的连接元件。该管形元件由塑料编织纱构成，该编织纱最好由聚酯纤维形成，以便形成用于接受胶的空隙。这种解决方案是使用纸管的一种替换形式，它更加牢固，并且对于软皮书的大量生产，它是更加经济可行的。尽管Kadish的专利建议单独将书皮供入一个流水线中，以便接受管形条带，但是其未公开实现这种结果的设备或装置，并且也未建议管的形成、退绕、与移动的书皮同步及相连接的步骤。Kadish建议使用一种“热刀”切断塑料管带，以分离书皮，但未公开这样的设备。除去难以加工纵向柔性的、大概甚至是塑料的、编织纤维预成型的管子外，用“热刀”以有效装订所需速度切断塑料管对于大部分使用场合基本是不实用的，并且对于使用无线装订设备的联机大批量工业生产，这种做法是不适用和不适当的。
本发明首次提出了一种这样的制备书皮的方法和设备系统，它通过使用一个单独的连接元件以大生产量、无论是与现有的无线装订设备脱机或是联机均可将书皮联于书芯。该设备系统包括：（1）卷筒纸供给装置，（2）将作业数据在纸管内面编码的喷墨打印装置，（3）管成型装置，（4）同步供给书皮坯料的装置，（5）涂胶装置，（6）压该管使之形成新型的双壁连接元件或称连接窄条并且与所述书皮坯料相粘合的装置，（7）切断连接元件或窄条，使其与相联的书皮分开的装置，和（8）将书皮供至现有的装订设备或贮纸箱的装置，所有装置的可靠性和速度均超过现有装订设备。
装定和支撑窄型专用卷筒纸坯料的滚筒，以便将其连续供入管成型设备，该设备在卷筒纸侧边缘部分上沿纵向刻痕，并且以搭叠连接形式向内滚压该侧边缘部分，以便形成一个连续的纸管。该新型的管成型设备是可调节的，以便形成不同直径的管，并且高速准确地完成无粘合剂的搭叠连接，而不会减弱卷筒纸的强度。随后由成型滚将纸管压平，以形成一种极好的连续、双壁型连接窄条，按照直接在线的无线装订设备的要求的速度将该窄条引入移动的书皮坯料的表面上。将冷的乳胶粘合剂仅涂布于每一书皮的脊部上，并且由一个夹送辊压迫连续的连接元件，而且将其搭叠连接侧粘于书皮表面的脊部上。使用电子传感器传感从夹送辊引出的书皮的位置，并启动切断装置，以便横向切断引出的书皮之间的连接窄条，并且这样就分开了隔开的、相连的书皮。在此优选实施方案中，由高能激光束完成切断工作。尽管可以使用机械的或其他类型的切断装置，但是在所希望的卷筒纸运行速度的条件下，新型的激光切断方法能形成一个整齐的切口，并且可以消除使用传统的剪切式、转动式或其他切断方法时维修和停机所花费的费用，在本领域中此方法尚是未知的。
在此所说的实施方案中，全部的生产方法包括如下步骤：（1）贮纸辊连续地供给不透胶的卷筒纸坯料，（2）使卷筒纸坯料形成为连续的管，（3）将纸管压成一种平的、双壁式连接件或窄条，（4）在移动的连接窄条的通路下方的可接受窄条的一个表面的位置上以间隔关系同步供给单独的书皮，（5）将窄条的一面粘于书皮表面预定部分上，（6）切断压平的窄条，以便分开相连的书皮，和（7）将制备的具有连接件的书皮供至无线装订设备或其他设备。由本发明方法和设备形成连续的双壁连接窄条的管是一个极好的生产产品，并且特别适用于所考虑类型的书籍装订结构中。
在该方法的一个实施方案中，由高能激光束实现可靠的高速切断，该激光束在一个移动通路中完成切断，该通路大致垂直于连接的书皮的移动通路，以此方法切断间隔的书皮之间的双壁连接窄条，以便分开书皮。使用电子传感器将书皮位置信号及输送器速度供给一个数据处理器，该处理器用于控制切断装置的启动和工作过程。
图1是一个示意图，表示了这样一种设备系统的整体轮廓，即该设备系统用于制造连接件、将其置于预印好的书皮上并切断书皮之间的卷筒纸，该设备系统易于被无线装订机接受。
图2是卷筒纸退绕和张紧设备的示意图。
图3是沿图2的3-3线的剖视图。
图4是卷筒纸滚筒制动装置的立体图。
图5是立体图，详细地表示了卷筒纸引导装置和卷筒纸移动传感器的配置。
图6是横向进料和出料式输送器部分、管粘贴器和切断装置的立体图。
图7是卷筒纸刻痕和管成型设备的立体图。
图8是卷筒纸刻痕辊的立体图。
图9是沿图8的9-9线的剖视图。
图10是一个立体图，用于示出管成型设备的细节。
图11是管成型设备的放大的透视图。
图12是沿图11的12-12线的剖视图。
图13是一个立体图，用于说明胶分送系统的位置。
图14是胶分送系统的立体详图。
图15是一个立体图，用于说明用于将管形连接件施加于书皮上的夹送辊。
图16是一个立体图，用于说明激光束切断系统的光学聚光组件。
图17是一个示意图，用于说明卷筒纸和单独的书皮经过系统的若干步骤和操作的运动通路。
图18是书皮供给器及输送器驱动系统的示意图。
图19是一个说明输送器运动和激光切断平面之间的关系的简图。
图20是激光切断装置的光学控制系统的工作原理图。
图21是书皮制备的设备系统全部功能的流程图。
图22-24用于连续地构成的新型管形连接件的方法步骤。
图25用于说明连接件在书皮上的布置。
参看图1，书皮制备设备系统包括：卷筒纸供给部分和喷墨印刷器（它们统以序号1表示），管成型部分2，书皮供给部分3，胶分送器4，管粘贴器6，卷筒纸切断工位7，及书皮排出输送部分8。通常，窄的专用卷筒纸11的输送滚筒9被定位安装，以便在恒定张力下使其退绕。由导辊12垂直引导卷筒纸或称窄条11，并且使其通过本领域公知的作为“松紧调节器”的装置，图1统以序号13表示。正如马上将要详细描述的那样，夹送辊位于管粘贴器6位置处，在夹送辊作用下从滚筒9上抽出卷筒纸，并且借助于松紧调节器使卷筒纸保持恒定的张力，使用卷筒纸运动传感器装置控制一个电子制动装置，当卷筒纸断开时它停止输送滚筒9的转动。松紧调节器的工作方式是以可折叠的方式胀开或收缩，以吸收任何松驰部分，以此使移动的卷筒纸保持有恒定的张力。卷筒纸11被拉过一个水平的校直装置14，该装置位于一般以序号16表示的侧边刻痕辊16之间，并且此后卷筒纸被向下拉过管成型部分2，该部分的作用是将平的卷筒纸形成为连续的管件，该管件具有一个无胶接的搭接的纵向连接部分。卷筒纸的纵向刻痕的侧边形成精确的折线，当管经过或位于通常以序号17表示的成型辊之间时，该折线形成双壁连接窄条的侧边。
根据指定的书芯脊部区域的宽度，用于本发明的纸带或卷筒纸的宽度位于约50.8至203.2毫米（2至8英寸）之间。其宽度通常至少是书芯脊部的两倍加上约3.175至6.35毫米（1/8至1/4英寸）的搭接连接余量。卷筒纸材料必须是专用纸，它是柔性的并且基本不透胶，以便在加工好的压平管的两壁其一个粘于书皮脊部而另一个粘于书芯脊部后，其两壁仍保持分开状态。此外，专用纸必须具有必要的扯裂强度和抗拉强度，以便在生产中能承受刻痕和折合作业，并且起到书装订连接装置的作用，能够承受通常与书皮使用有关的高度变形。
与管形连接窄条的拉出和连续成形相同步，在设备系统的书皮供给部分3以预定的间隔关系顺序供入单独的预切书皮坯料。书皮坯料被预印和预切到其尺寸在无线装订机中适于最后装订的程度。这些书皮通常由柔性软纸材料构成，其中央部分被平行刻痕，确定一个用于接受书芯脊部的脊部区域。书皮供给时其内面向上并且中央的限定脊部的区域在运行方向的纵向延伸。书皮供给装置18可以是任何公知的已有设计，该设计能够从以序号19示意表示的叠式存储器中将单张书皮供至进给输送器或称输送台21上。馈梢钥刂票臼凳┓桨钢械墓└镢使其以现今操作所需速度和所需精确间隔将书皮坯料输送至输送器21。向前运行的书皮其相互之间保持接近约6.35-12.7毫米（1/4-1/2英寸）的均匀间隔，并且它们在进给输送器系统上保持精确的对齐。
当统以序号22表示的书皮沿输送器21移至设备系统的输送台23上时，它们在纵向上保持精确的纵向对齐，并且胶分送器设备4以预定式样将冷乳胶粘合剂分送至每一单张书皮坯料的脊部上。书皮坯料立即被供至夹送辊24下方的设备系统的管粘贴器6，此时冷粘合剂是未干的，可以粘接压平的管。如上所述，夹送辊24也用于环绕其园周拉送纸管带，并且当每一书皮坯料的施胶脊部通过辊的下方时将压平的管形窄条直接输送至所述脊部上。应当理解，现已被压平的纸管是一种双壁窄条，其一侧具有管成型设备2形成的搭接连接。压平的双壁连接件的搭接侧供至每一书皮坯料的施胶脊部上。当坯料在夹送辊24下方通过时，书皮被联于压平的管形件上，变成相连接的连续的书皮串，并且由于卷筒纸是不透胶的，因此留下了连接元件的完全自由的顶壁，它此后将被粘于书芯脊部上。当书皮越过夹送辊24时，一个传感器检测正向前移动的书皮坯料的前边缘的位置，并且启动卷筒纸切断部分7中具有的激光切断装置。根据位置传感器和不断检测到的输送器速度控制管形窄条的切断，使其在靠近每一书皮坯料的前缘的精确位置处进行切断，所述位置传感器位于每一即将到来的书皮的前缘处，当书皮与和其胶连的双壁连接件分开后，由排出输送器8将其输送至以序号25示意表示的贮纸箱，用于脱机供给至无线装订设备，或是将其形成为搭迭堆，用于直接将其供入无线装订系统。
卷筒纸供给：
图2-5说明了本设备系统的卷筒纸供给部分1的细节。在本实施方案中，卷筒纸卷绕于卷筒纸卷轴或称支架9上。卷轴9具有转轴26，它可转动地装于适当的轴颈部分27和28上，轴颈部分装于垂直框架元件29上，而后者联于底板31上。这些元件可具有必要的加固件，例如所说明的用于保持框架元件和底板刚度的元件。通过如所示曲柄和链条装置那样的合适的举升机可以将以实例形式给出的卷轴9最初升高，然后装于轴颈部分上。链条32和33其一端可联于卷轴的轴26，而其另一终端通过弹性件34联于底板31。所说链条与由手动曲柄36操作的棘轮和齿轮元件（未示出）啮合。尽管以实例形式示出了特定的卷轴举升系统，但那些为卷轴卷绕领域所惯用的将卷轴装于其支承装置上的装置都可使用。如图4所示，卷轴9可装有一个可调节的导轮组件37，以保持其平滑转动。
应当理解，在卷筒纸退绕过程中，卷筒纸卷轴9通常可自由转动。由于任何原因，例如卷筒断开，无拉力作用于卷筒纸上，在此情况下，很明显希望卷筒纸卷轴立即暂停转动。为此，通过合适的齿轮传动装置39将电子制动装置38联于轴26上，该制动装置38通过也装于轴颈部分28上的电子控制装置40启动。电子控制装置40通过下面将要描述的卷筒纸运动传感器启动。
随着卷筒纸11被从卷轴9上拉出，它通常垂直运动，并且经过垂直引导卷筒纸的导辊12。导棒或称导辊12装有圆盘形式的对齐凸缘41和42，以便确保使卷筒纸位于导辊的中央位置上。此时，使用任何合适的打印装置43，例如商业上可获得的喷墨打印机，将信息材料打印于卷筒纸上。应当理解，喷墨打印机有其自己的控制系统，在该系统关闭的情况下它不能工作。打印头可设置于靠近导棒或称导辊12的位置处，以便提供一个用于打印卷筒纸的硬的支撑面。也应该注意到，信息被打印于卷筒纸的下述一面上，即该面位于制成的双壁连接件的一个壁的内侧的那一面上，使得当装订书时可读到它。从导辊12处垂直拉卷筒纸，并使其绕过第二导棒或称导辊44，导辊44装于直立的框架元件29之间。卷筒纸从导棒44进入松紧调节器机构13，该机构由许多自两个水平延伸的平行导轨46和47处悬挂下来的可移动辊棒组成。如图2所示，导轨其一端固定和支撑于静止的横向件48上，而后者固定于垂直框架元件29。正如图1更加清楚地示出那样，导轨的另一端由垂直支杆49和51支撑，而支杆联于校直装置14的悬臂架的末端。三个横向延伸的辊棒52、53和54装有装于吊杆55上的滚轮，后者可借助松紧调节器和导轨46和47一起自由纵向移动，如图3所示。辊棒可是装于横杆上的可自由转动的管形套筒件，或者可装有端轴承。在任何情况下，辊棒52、53和54的结构应使得卷筒纸11以最小阻力被自由拉过该棒。可通过如铰接杆56和57那样的铰接侧杆将辊棒连于中间辊棒58、59和60，它们可与辊棒52-54结构相同。卷筒纸11经过静止辊棒上侧并交替经过辊棒58-60下侧和辊棒52-54上侧，并且此后被导入水平校直框架14，如图7所示。为在卷筒纸上保持恒定的拉力，由绳索61将松紧调节设备联于合适的配重61a，后者位于垂直柱29内。绳索经过固定于柱29顶端的合适的滑轮62，并且被联于辊棒53的相对端，如图2所示。应当理解，下面将详细描述的夹送辊24将一个恒定拉力施加于卷筒纸上，并且借助于绳索61和配重61a松紧调节器保持一个恒定的反拉力，以此保持系统平衡。在正常工作过程中，松紧调节机构将呈现如图1和2所示特定的张开状态，并且可张开和收缩，以吸收卷筒纸的松驰部分，使得在卷筒纸上保持恒定的张力。
固定的导棒44可由一个可在一横轴上转动的套筒构成，连接该导棒用来操作一个通-断传感器开关63，如图5所示。该开关是一两位转动式开关，用来启动制动控制器40，以停止卷轴9的转动。这样，当带材朝前运动时，导棒44在保持开关断开位置的方向上转动。因为任何原因使卷筒纸断开，并反向运动时，开关63移至“开”的位置，启动制动控制器40，使制动器作用于卷轴上，这是一种安全措施，以防止卷筒纸11的进一步退绕和损失。
管成型设备：
图1和6说明了管成型机构相对于机架的一般设置形式。主机架包括由支杆67支撑的侧导轨64和66。管成型设备装于垂直直立框架上，该框架装于横件68上，横件68借助于立杆69和71，位于夹送辊24上方。管成型器框架包括直立的侧框件72和73，它们被固定于横件68并且可沿其长度用横棒74和76使其互联。横棒也作为图示背板77固定其上的安装装置。水平向后延伸的支撑导轨78和79在其前端联于侧框件72和73的顶端，并且形成卷筒纸校直装置14的构架。
如图7更加清楚地示出的那样，当卷筒纸11绕过导辊80，并经过上、下导板81和82之间时如图6和7更加清楚地示出的那样便进入了校直装置。校直装置也包括可滑动调节的侧向导轨83，该导轨用于精确地调整正在移动的卷筒纸的位置，以便其与可调节的刻痕辊84和86接合。如所示，辊84和86具有用于所述目的的周向刻痕刃或刻痕头，并且所述辊84和86被装于横轴87上，而后者又装于合适的轴颈轴承88和89上，以便自由转动。如图8和9详细示出的那样，通过所示的调节螺钉或类似物，可在轴87上侧向调节刻痕辊。刻痕辊的刃与移动的卷筒纸的侧边部分接触，并且与支撑辊91相配合工作，后者直接位于刻痕辊下方并装于可自由转动的轴92上。支撑辊91具有橡胶或其他可变形的非金属面，在辊84和86的压力作用下，该表面变形，以完成刻痕功能。如图7所示，通过调节轴承88和89上的螺钉可沿垂直方向调节轴87，以便由辊84和86的周向头或刃在支撑辊91的表面上形成预定的压力和变形。因此，通过辊84和86和支撑辊91之间的移动的卷筒纸被以连续平行的方式沿其侧边刻痕。通过移动刻痕辊可调节两刻痕线之间的距离，并且根据所希望的压平后连接元件的宽度确定该距离。当然，将由欲加书皮的书芯的尺寸确定连接元件的宽度。该刻痕线用于精确地确定管压平后沿其的边缘分布的折线。
参照图10-12，由装于背板77上的设备完成实际的管成型，该设备包括两个导条形成形元件92和93以及侧向间隔的底板件94和96。两底板件94和96具有平的雪撬形结构，并且可由金属片材或类似材料制成，以使其是柔性的，并具有一些弹性作用。如图7所示，底板被装于横件97上，并且可由如所示夹紧块95那样的装置对其进行侧向调节。这些底板被设计用于当卷筒纸与用于管成型的导条接触时，底板沿刻线或折线接触卷筒纸。底板是平行的，且其下端自由以便易于沿刻线折合卷筒纸侧边。在管成型过程中，底板也用于使正移动的卷筒纸顶靠在背板77上使其保持平的状态。
如图10和11所示，导条件92和93从顶部到底部呈螺旋形。每一导条均是可被横向调整地安装着，通过安装于背板77相应狭槽中的夹紧件98和99可调节它。应当理解，导条顶部装有相同的可横向调节的安装装置（未示出）。导条92和93可被垂直偏移，并且正如图11左侧所示那样，其顶部与背板77以平展的方式啮合的导条93以螺旋形式弯曲，以便引导卷筒纸11的一个侧边缘，沿一个纵刻线折叠到其上，在此过程中，由底板94和96将卷筒纸顶于底板77上。也在其顶部平展贴靠于背板77上的第二导条在移动的卷筒纸的相对侧边上方弯曲，并且越过导条93底端的顶部。导条92用于在导条93底端的上方沿其刻线折叠卷筒纸的相对侧边缘。以此方法沿刻线折合卷筒纸，其双壁的一侧搭拉于另一侧上，并且当移出管成型器时由导条92的底端初步将其压平。成型辊101和102分别被装于可垂直偏调的横轴103和104上，以将折合的双壁管完全压平，具有搭接连接的压平管接着将要绕过夹送辊24，夹送辊24实际起拉伸卷筒纸使其通过所述各成型阶段的作用。
书皮的供给：
与卷筒纸的退绕和管成型同步，由书皮供给器18以预定速度和预定间隔将单页预切书皮供至书皮横进给输送台21上。参照图6和18，书皮供给器18可以是市售的设备，它可以按照本系统所要求的速度和间隔供给书皮。进给输送台21实际上由供给器的电机驱动系统驱动。正如图18所示的那样，书皮供给器的驱动装置也可以用来驱动主输送器的输送台23以及夹送辊24。链轮107驱动驱动链元件106，而链108驱动链轮107，而链108又连于进给输送器的驱动轴的链轮109。当然，如图所示，借助于链111由电机110驱动进给输送器的传动带，链111也驱动书皮供给器的进料辊112。采用这种方法，另一进给输送器，主机输送器、拉卷筒纸的夹送辊具有共同的链驱动，并且以完全相同的速度工作。应该注意到，在本实施方案中的出料的输送台8具有其自己的驱动装置（未示出），它不是必须与其他输送器的传动带以相同速度工作。脱机堆放并且甚至联机供至无线装订机根据特定的设备可能需要不同的速度。
如图17所示，书皮供给输送台21可以包括许多传动带，用于向前输送单张书皮。与纸张供给所采用惯用的方法一样，采用图6中示出的惯用球式导件113完成移动的书皮的校直。导件由细长的棒构成，棒上具有孔，孔中具有可自由转动的球元件，球元件接触移动的书皮，并且根据棒的取向，将书皮导向一侧或另一侧。在本实施方案中，在棒113上的球导件将到来的书皮压到靠于导轨114上，导轨114沿输送台21和23的长度延伸。在本领域中这种用于输送和校直移动纸张的装置是本专业公知的，因此不再进一步详细描述。输送台23也具有许多相互平行的惯用球导棒116，它们与棒113相同，并且与传动带117配合工作，以便象前述那样移动和引导书皮坯料。按照这种结构，可以看出相隔的书皮分别从进给输送器21移动到输送台23并通过上、下夹送辊24和118。书皮从夹送辊通过激光切断工位7，分离后，由排出书皮的输送器8送走。
粘合剂涂布器：
当单张书皮接近夹送辊24时，它们在胶分送器工位4下方通过，由工位4将冷融粘合剂以预定形式施加至每一单张书皮上。尽管图14和15中示出的是单一一个胶带，但应当理解，可以以许多所希望的间隔的胶滴或胶线的形式将粘合剂挤至书皮上。如上所述的那样，书皮22通常被预刻痕，以确定书皮的脊部区域，该区域的设计是用于安放特定的书芯。尽管本实施例示出的施胶区域超出了书皮的刻痕脊部区域（参见图25），但在某些场合也希望使施胶部分位于书皮的平行刻痕线和脊部区域内。
特别参照图6、13和14，本实施方案中的粘合剂涂布器安装于悬臂119和121上，臂119和121从框架的横杆68处延伸，并且该涂布器位于夹送辊24的进给侧。涂布头122被可调节地装于支架支撑件123上，而后者则装于支柱124上，支柱124装于安装杆126中，杆126在悬臂119和121之间延伸。涂布头绕一水平轴被可调整地安装，并且通过装于杆126中的支柱124可垂直调整支架123。涂布头与夹送辊24对齐，以便卷筒纸11将被放于涂胶后书皮的脊部的预定区域上。通过调整沿输送器21和23长度延伸的导轨114可使书皮横向对齐。涂布头122被联于一个粘合剂导管127，后者在压力作用下从联于胶源的合适导管（未示出）中接受粘合剂。一个光电管传感器128被装于涂布头122的上游侧，并且可被固定于支撑件129上，后者装于横杆126上。正如将被更详细地描述的那样，光电管装置128用于发送输送器23上的书皮的前缘接近的信号。包括供胶装置、胶涂布头、光电管传感装置和其电子装置的全部涂胶系统可以是许多市售的冷融挤出系统的一种，其细节并不形成本发明的一部分。无论使用何种粘合剂涂布系统，都应当选择冷乳胶合剂，以使得当如图13和15所示由夹送辊24将管形连接件压于移动书皮的脊部上时该粘合剂仍处于未干的发粘状态。首先由涂布头122给相隔的书皮涂胶130，并且分别在顶部和底部夹送辊24和118之间输送书皮，于此处将压平的管形元件11精确地压于书皮的施胶的脊部上。由于管形元件11是连续的，因此如图16和17所示，由连续的被压平的管11使夹送辊之间排出的书皮相互相连接起来。
除去光电管传感器128外，如图13所示，将一个传动带运行编码机131装于输送台23上，并且它作为操纵涂胶系统及其将要描述的激光切断装置工作的控制元件连续地检测输送器传动带的速度。简言之，涂胶系统控制循环根据接受来自于光电管128的信号并且在传动带速度已知的情况下，在预定滞后之后开始挤出胶。根据书皮的宽度，胶的挤出持续一预定的时间，并随后停止挤出。当每一书皮通过胶涂布工位时该过程都被重复一次。
卷筒纸的切断：
如图1、6和16-17所示，设备卷筒纸切断装置直接位于夹送辊24的下游，并且它包括一个激光束供给系统，而后者又包括激光功率头132、光束排出和引导管133和134，和一个光学聚焦组件136。用于高速工业切割的市售、已知激光功率头有多种。可使用可得到的4类激光头系统中的任意一种作为激光头132，仅需要它具有足够能量和光束质量以所需速度切割特定的卷筒纸材料并得到整齐的切口。
从结构观点看，并且参照图6和16，可以看出，包括激光头引导管和光学聚焦组件的激光束供给系统通常被装于一个平的支撑架或板137上，而板137固定于纵支撑梁138上，而后者又装于设备系统框架上。板137形成了激光束供给系统的支撑平台，并且它位于设备系统的输送台23的上面。一个移动的激光切断光束139聚焦于输送器上的书皮和连接件上，以便横向切断连接件。为使间隔的书皮之间的连接件能得到整齐的横向切口，光学聚焦组件的取向应该与输送器运动的纵向成一角度。下面将参照流程图19和控制系统原理图20描述切断工艺的细节。
参照图16，应当理解，由于摆动反射镜由组件136所带的电流计141的控制，因此，在图16中以点划线表示的移动激光切断光束139可从组件136的左手端发出，可将一个透明的安全罩142连于光学组件136的底侧，用于在激光系统操作时防止偶然与切断光束接触。在输送台上具有狭槽口140，作为激光切断光束的通路。如图1示意性示出的那样，在输送器下方装有激光束接受器143，用于以公知方法接受和消耗光束能量，并且脱去消耗的颗粒或碎片。该光束接受器通常具有一个受过阳极化处理的底面、一个真空抽出系统和一个冷却叶片。光学聚焦组件136还具有一个托架144，用于可调节地支撑光电管传感器146，以便提供一个显示待切断书皮前边缘已经接近的信号。
图19和20示意性地说明了激光束切断系统和其在移动书皮和连续连接元件上的使用。如图19所示，由输送器23以对齐方式输送许多书皮以22a-22d。书皮22a和22b还未通过激光切断面147，并且仍然由连续的连接件11使其互联。而书皮22c和22d已通过激光切断面147，并已由激光切断口148分开。由控制装置149使激光切断运动与书皮输送器的运动同步，使得所形成的激光切口148基本垂直于纸管纵向。
位置编码器131联于输送器23，并且将输送器速度输出信号提供给控制装置149。书皮位置传感器或称光电管装置146检测书皮的存在，并且将一输出信号提供给控制装置149。控制装置149通常包括CPU、ROM和RAM，并且用于控制激光切断设备使其与输送器的运动以及书皮位置传感器146检测的书皮位置同步。激光束在垂直平面147中运动，平面147垂直于书皮和输送器平面，并且与书皮运动方向成约37°的角。本实施方案中的特定角度，如果以每约152.4毫米（约六英寸）的输送器运动作为实例的话，它使得激光切断设备能切断约92.08毫米（35/8英寸）的纸管，且具有与输送器运动方向垂直的切口。应当理解，平面147的特定角度的选择是输送器速度、书皮宽度以及管形连接件11宽度的函数。
参照图20，由激光管132产生的激光束139，被透镜151和152聚焦，并由反射镜153将其反射至输送器23的平面上，其紧密聚焦点154位于该平面上，以此来完成激光切断工作。通过反射镜153的摆动形成激光束越过输送器23的运动，通过X-轴电流计141和通过连接线156连于它的驱动器164使镜153摆动。借助于通过连接线158连接的Z-轴电流计157，随反射镜153同步移动透镜151，这样在移动过程中可使激光束紧密聚焦于输送器23的平面上。激光管132由电缆159连于激光动力源161。根据线162供给的激光动力源控制信号，控制装置149打开和关闭激光束139，并且当其处于“打开”位置时装置149设定激光束的强度。因为，输送器23移动书皮22越快，切断时就需要越强的激光束。如上所述，控制装置149判定输送器的速度是通过来自于编码器131的位置编码输入信号进行的。
通过将在线163中的位置信号送至X-轴反射镜驱动器164，控制装置149确定激光束光点154的位置，所述驱动器164依次通过连接线156控制X-轴电流计141。用一种类似的方式，通过将在线166中的位置信号送至Z-轴透镜驱动器167，控制装置149可使激光束聚焦于输送器23的平面上，所述驱动器167依次通过连接线158控制Z-轴电流计157。Z-轴电流计通过合适的连接线168移动聚焦透镜151。
本领域普通技术人员很清楚，通过三角公式可以确定当书皮22移过激光切断平面147时，反射镜153和聚焦透镜151相对于书皮22的所需位置。由于设计设备时固定了上述关系，因此，可以预先计算反射镜153和聚焦透镜151相对于书皮运动的位置关系，并将其以表的形式存储于装置149的ROM中。这种方法省去了在切断过程中计算反射镜153和聚焦透镜151的新位置的时间，反之则需要进行计算。当书皮22的位置改变时，可从ROM中读出反射镜153和聚焦透镜151的新位置，并送至X-轴反射镜驱动器164和Z-轴透镜驱动器167。
当反射镜153在一切断起始处开始移动时，控制装置149通过线162中的激光动力源控制信号，打开激光束139，而光束强度的设定取决于编码器131的输送器位置信号所感测的输送器23的速度。在切断过程中可有若干次调节，以使光束强度与恒定监测的输送器速度相匹配。在切断结束时，切断激光束139。当书皮22连续移过激光切断平面147时，反光镜153返回其初始位置（原路返回），准备进行下次切断。通常是快速原路返回，以便设备此次切断后能尽可能快地进行下次切断。出于安全考虑，控制装置149监测设备的所有部分，以便在激光束139打开之前校验其工作是否正常。
系统操作：
图21是一个流程图，表示了按照本发明制备用于无线装订的书皮所涉及的系统的组件和所涉及的全部方法步骤。书皮供给器18用于以预定速度和预定的书皮间隙供给单张已预印和预切断的书皮。书皮供给器的驱动装置用于同时驱动横进给输送台21以及主输台23和用于夹送卷筒纸的夹送辊24。卸料输送台8可以有其自己的单独的输送器驱动装置。本系统设计可以以18000循环/小时进行工作，而一次循环涉及书皮脊长度为约304.8毫米（12英寸）单张书皮的生产。在此速度下无线装订机的生产量是极佳的。此生产量在书皮之间的间隔为约6.35至12.7毫米（1/4至1/2英寸）时需要输送机传动带速度大约为约1524毫米/秒（60英寸/秒），书皮之间的间隔为约6.35至12.7毫米（1/4至1/2英寸）。
通过夹送辊24将专用卷筒纸拉过卷筒纸退绕部分1和管成型部分2，并且由夹送辊24将双壁管形元件压在位于该辊下方的所供入的每一书皮的脊部表面上。在书皮与连接元件连接之前，涂胶头122将冷乳胶合剂以预定样式挤于书皮的包括有脊部的预定区域上。涂胶头122是一电控涂胶系统后部分，该系统包括流量控制装置169、调节阀171、胶泵172、和储胶器173。由涂胶控制装置174控制涂胶系统，该装置接受光电管传感器128的书皮位置信号以及通过主控制板176接收来自编码器131的输送器速度信号。主控制板176将包括紧急停止按钮177，在系统出现故障的情况下，例如卷筒纸断裂，该按钮用于关闭系统，包括书皮供给器、输送台、夹送辊和涂胶系统。涂胶控制装置174控制挤胶系统的正常工作循环，使得当光电管传感器128发出了书皮即将到来的信号时，经过一给定的时间滞后，才开始挤出胶，时间滞后量取决于由编码器131检测的输送器的速度。胶将连续挤出预定长的时间，该时间也取决于输送器的速度及书皮的宽度。预定时间之后，停止挤出胶并完成这一循环。该循环当光电管传感器128传感一个向前输送的书皮时便重复一次。随着连续的连接件和每一书皮坯料在夹送辊24和118之间通过，连续的连接件被贴于每一书皮坯料的表面上，形成一个连续的书皮串。
在卷筒纸切断工位7处切断相间的书皮之间的管形连接元件（即卷筒纸）。如上所述，控制装置149通过激光控制板接受来自于输送器速度编码器131和来自于书皮光电管传感器146的信号。激光系统有其自己的激光控制器和一个激光连接器，后者用于接受来自于激光控制板和控制装置149的信号。控制装置149通过激光连接器控制激光电源161、激光装置132、X-轴反射镜驱动器164和Z-轴透镜驱动器167的启动。接受来自于激光装置132的激光束的光学聚焦组件136也具有摆动式反射镜153、聚焦透镜系统151、152和用于驱动这些装置的X和Z-轴电流计。光学聚焦组件136控制切断光束139的扫描和聚焦。
借助于将信号送至控制装置149的传感器146传感书皮的存在开始激光束切断系统的周期工作。控制装置149也接受来自于编码器131表示输送器23速度的信号。由控制装置149打开激光束139，并且激光强度是作为输送器速度的函数而设定的。控制装置149通过X-轴反射镜驱动器164确定激光光束点154，并且X-轴电流计141转动反射镜153，以便移动激光束。由Z-轴电流计驱动Z-轴透镜驱动器161，使聚焦透镜151移动，从而由控制装置149使激光束聚焦于输送器平面上。如上所述，随着反射镜153移过其摆动循环，聚焦透镜也被移动，以便使光束正确聚焦于点154处。反射镜153和聚焦透镜151相对于书皮运动的位置关系作为表格存储于控制装置149的ROM中。当反射镜在切口开始处开始移动时，由控制装置149打开激光束139，控制装置149也根据编码器131传感的输送器速度控制光束强度。在切断过程中调节若干次光束强度，从而使其精确地与输送器速度相匹配。切断结束时，关闭激光束139，并且当书皮22连续通过激光切断平面147时，反射镜153返回至其起始位置，准备进行下次切断，从而完成切断循环。
管成型方法：
图22-25示出了在构成新型双壁连接件并将其用于书皮上的过程中所使用的步骤。如图22所示，首先由刻痕辊84和86沿卷筒纸侧边刻痕，刻痕辊84和86与辊91的可变形面配合工作。这样形成的刻线精确地位于用于管成型操作的折线处，精确地确定了管形连接元件的宽度。如图23所示，随着夹送辊24将卷筒纸拉过折叠工位，在交会的导条92和93作用下，向内折叠卷筒纸11的侧边，使其一个搭接于另一个上，从而形成管。应当注意，由于刻痕操作和折合工序，在其一个壁上具有其搭接连接的压平双壁件可以被制出，而并无粘合剂涂于搭接连接处。如图24所示，由成型辊101和102压平双壁管，并且横向侧边缘即位于刻痕线处。接着将管形元件用于正向前输送的书皮。如图25所示，书皮22通常具有预刻痕线178和179，并且具有胶线130，胶线130可以延伸至刻线178和179之外。应当注意，在某些情况下，根据所希望的书装订特点，可能希望将胶线130限制于刻线178和179之间的范围内。管形元件11被放于书皮脊部上，其搭接连接朝向于书皮。此时，搭接连接的两侧粘于书皮脊部的表面上，并且由于卷筒11是不透胶的，因此管的相对壁是可自由分开地联于书皮脊部上。
上面已经参照一个优选实施描述了本发明。通过阅读并理解本说明书，本专业普通技术人员可以很容易地进行改型和替代。所附权利要求书的范围将意欲包括所有这样的改型和替代。