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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 9 zum Vereinzeln von Blättern von einem Stapel.
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Insbesondere
bei Büromaschinen,
wie Druckern, Kopierern aber auch Druckmaschinen oder dergl. ist
es notwending, gestapelte Einzelblätter, Blattgarnituren, Folien
oder ähnliche
dünne flächige Materialien
von dem Stapel zu vereinzeln und zu einer weiteren Behandlung zu
transportieren. Nachfolgend soll der Begriff „Blätter" stellvertretend für alle diese verschiedenen
Arten von blattförmigen
flächigen
Materialien verwendet werden.
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Zum
Vereinzeln von Blättern
von einem Stapel ist eine Vielzahl von Verfahren bekannt. Teilweise arbeiten
diese Verfahren zuverlässig
nur bei einem relativ engen Bereich von Blattgewichten, Blattarten und
Blattoberflächenbeschaffenheiten.
Für ein
besonders breites Spektrum von Blättern, d. h. von unterschiedlichen
Papiergewichten, Papierarten, Papieroberflächen, Folien usw. hat sich
das Walken des Stapels als zuverlässiges Verfahren bewährt. Hierbei wird
auf das oberste Blatt des Stapels eine Walkwirkung in der Richtung
des Abtransports des Blattes ausgeübt. Durch diese Walkwirkung
werden die oberen Blätter
des Stapels schindelartig aufgefächert,
so daß das
oberste Blatt getrennt und wegtransportiert werden kann. Die ses
Vereinzeln durch Walken ist jedoch für viele Anwendungsfälle zu langsam.
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Ein
gattungsgemäßes Verfahren
bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung
sind aus der
DE 195
43 382 A1 bekannt. Ein Stapel von Bogen, die zu einer Druckmaschine
zugeführt
werden, wird gewölbt
gehalten. Seitlich auf die Ränder
des obersten Bogens des Stapels werden Reibräder aufgesetzt, die den obersten
Bogen straffen bzw. zusammenschieben, so dass dieser oberste Bogen
von dem folgenden zweiten Bogen des Stapels im Mittelbereich abgehoben
wird. In den Zwischenraum zwischen den obersten Bogen und dem zweiten
Bogen wird ein Trennfinger eingeschoben, der einerseits den zweiten
Bogen auf dem verbleibendem Stapel festhält und andererseits das Walklager
für eine
Transportrolle bildet, die den obersten Bogen zu der Druckmaschine
abtransportiert. Um die Vereinzelung unterschiedlicher Papiereigenschaften,
wie z. B. Gewicht, Oberflächenbeschaffenheit,
Steifigkeit usw. anzupassen, kann die Anpresskraft der Reibräder auf
den obersten Bogen eingestellt werden. Weitere Vereinzelungsvorrichtungen,
die das oberste Blatt eines Stapels auseinanderziehen und straffen
bzw. zusammenschieben und auswölben
sind aus der
DE 32
11 371 A1 bzw. der
US 3
809 388 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Vereinzeln von Blättern
von einem Stapel zur Verfügung
zu stellen, welche bei einem breiten Spektrum von Blattarten zuverlässig und
mit einer hohen Vereinzelungsgeschwindigkeit arbeiten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
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Vorteilhafte
Ausführungen
der Erfindung sind in den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wird das
jeweils oberste Blatt eines Stapels entweder gestrafft oder ausgewölbt, um
damit einen Zwischenraum zwischen dem obersten Blatt und dem Folgeblatt
zu schaffen. Dabei kann der Stapel konkav-, konvex- oder flachliegend angeordnet
sein. Bei einem konkaven Stapel wird das oberste Blatt erfindungsgemäss gestrafft
und bei einem konvex oder flach liegenden Stapel, wird das oberste
Blatt ausgewölbt.
Schon ein sehr geringes Auswölben
oder Straffen des obersten Blattes führt dazu, dass dieses von dem
darunter liegenden zweiten Blatt abhebt und von diesem getrennt
wird. Um das oberste Blatt zu straffen oder auszuwölben, wird auf
die Oberfläche
des obersten Blattes eine Kraft ausgeübt, die quer zur Blattmittelachse
gerichtet ist. Um das oberste Blatt eines konkav liegenden Stapels zu
straffen, ist die Kraft nach außen
gerichtet. Um bei einem konvex oder flach liegenden Stapel das oberste
Blatt auszuwölben,
ist die Kraft nach innen gerichtet. Diese Kraft kann in unterschiedlicher
Weise, z. B. durch Reibung erzeugt werden. Besonders vorteilhaft
ist es, diese Kraft durch Walken zu erzeugen. Die Vereinzelung passt
sich selbsttätig
der Papierqualität der
jeweils zu vereinzelnden Blätter
an. Hierzu werden die an dem obersten Blatt des Stapels angreifenden
Mittel zunächst
mit nur einem leichten Druck auf das oberste Blatt aufgesetzt. Der
Andruck wird dann progressiv erhöht,
bis der der jeweiligen Papierqualität angepasste Andruck erreicht
ist und dadurch das oberste Blatt gestrafft bzw. ausgewölbt wird.
Das Abheben des obersten Blattes vom folgenden zweiten Blatt wird
durch einen Sensor festgestellt, der das Eingreifen der Trennmittel
in den Zwischenraum zwischen dem obersten Blatt und dem folgenden
zweiten Blatt aus löst.
Die Vorrichtung stellt sich somit automatisch auf die jeweils zu
vereinzelnde Papiersorte ein und kann wahlweise Blätter von
Blattstapeln mit unterschiedlichen Papierqualitäten vereinzeln und der Büromaschine
zuführen.
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In
einer Ausführung
der Erfindung werden auf beide Blattränder jeweils Kräfte ausgeübt, die spiegelsymmetrisch
gleich sind. Dadurch wird erreicht, daß das Blatt symmetrisch zu
der Mittelachse gestrafft oder aufgewölbt wird und hierbei nicht
beim Straffen seitlich gegen den Stapel verschoben wird.
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Um
das durch das Straffen oder Auswölben abgehobene
oberste Blatt von dem folgenden zweiten Blatt des Stapels getrennt
zu halten, werden zweckmäßig Trennmittel,
z. B. in Form einer Trennzunge, zwischen das oberste Blatt und das
zweite Blatt eingeschoben. Vorzugsweise werden diese Trennmittel
in dem Mittelbereich der Blätter
eingeschoben, in welchem der Abstand zwischen dem gestrafften oder
ausgewölbten
obersten Blatt und dem konkaven zweiten Blatt am größten ist.
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Die
Trennmittel halten das oberste Blatt von dem Stapel getrennt, damit
dieses für
das Abtransportieren von dem Stapel frei ist.
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Das
Abtransportieren des obersten Blattes kann durch Transportmittel
erfolgen, die an dem obersten Blatt in dem Bereich angreifen, in
welchem dieses gestrafft oder ausgewölbt und durch die Trennmittel
getrennt gehalten wird. In diesem Falle können die Trennmittel, z. B.
die Trennzunge, dazu verwendet werden, das oberste Blatt gegen die Transportmittel
zu drücken,
damit diese das oberste Blatt erfassen und transportieren können. Hierbei wird
das gesamte oberste Blatt von dem Stapel wegtransportiert, bevor
die Mittel zum Straffen oder Auswölben und Vereinzeln des folgenden
Blattes wieder auf dem Stapel aufgesetzt werden können.
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In
einer anderen Ausführung
wird daher das Blatt an seinem einen Ende gestrafft oder gewölbt, während die
Transportmittel an dem entgegengesetzten Ende des Blattes angreifen.
Die Mittel zum Straffen oder Auswölben des Blattes können daher auf
das zweite Blatt des Stapels bereits dann wieder aufgesetzt werden,
wenn das oberste Blatt unter diesen Mitteln zum Straffen oder Auswölben wegtransportiert
ist, jedoch noch nicht vollständig
von dem Stapel abgezogen ist. In dieser Ausführung wird das oberste Blatt
beim Abtransport von dem Stapel dadurch von dem zweiten Blatt getrennt
gehalten, daß die
Trennmittel auf das zweite Blatt drücken und dieses an dem Stapel
festhalten, während
das oberste Blatt wegtransportiert wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
Stirnansicht des konkav gehaltenen Stapels der Blätter,
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2 in
einem Vertikalschnitt längs
der Blattmittelachse die Vorrichtung in der Ausgangsstellung,
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3 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung zu Beginn der Vereinzelung,
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4 eine
Stirnansicht der Vorrichtung bei der Vereinzelung,
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5 eine
entsprechende Stirnansicht der Vorrichtung nach Beendigung der Vereinzelung
und beim Abtransport des obersten Blattes,
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6 einen
Vertikalschnitt der Vorrichtung in der Position der 5,
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7 im
Vertikalschnitt das Abtransportieren des obersten Blattes und
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8 eine
Draufsicht der Vorrichtung in der Position der 7.
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Um
Blätter
einer Büromaschine,
z. B. einem Drucker oder Kopierer zuzuführen, werden diese Blätter gestapelt
bereit gestellt. Der Stapel 10 der Blätter wird in einer Aufnahme
gehalten. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme
als Auflageplatte 12 ausgebildet, auf welche der Stapel 10 gelegt
wird. Die Auflageplatte 12 ist in Richtung der Blattmittelachse
des Stapels geknickt, wie dies aus der Stirnansicht der 1 ersichtlich
ist. Handelt es sich bei den Blättern
um DIN A4 Blätter,
die in Blattlängsrichtung
der Büromaschine
zugeführt
werden, so verläuft
der Knick der Auflagenplatte 12 in der Mittelachse der
Auflageplatte 12. Der Knickwinkel beträgt dabei etwa 160° bis 175°. Der auf
der Auflageplatte 12 aufliegende Stapel 10 ist
daher leicht konkav gewölbt,
wobei die Krümmungsachse
dieser Wölbung
parallel zur Blattmittelachse verläuft.
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Um
das oberste Blatt 14 von dem Stapel 10 zu separieren
und der Büromaschine
zuzuführen, wird
das oberste Blatt 14 quer zu der Achse der konkaven Krümmung in
der später
beschriebenen Weise gestrafft. Hierzu werden die beiden zur Krümmungsachse
parallelen Längsränder des
Blattes 14 auseinander gezogen, so daß dieses oberste Blatt 14 nicht mehr
gewölbt
ist, sondern geradlinig gespannt ist. Beträgt der Knickwinkel der Auflageplatte 12 beispielsweise
168° und
handelt es sich bei den Blättern des
Stapels 10 um DIN A4 Blätter,
so genügt
ein Auseinanderziehen der beiden Längsränder des obersten Blattes 14 um
jeweils etwa 0,45 mm, um das oberste Blatt 14 in seinem
Mittelbereich um etwa 1 cm von dem folgenden zweiten Blatt des Stapels
abzuheben. Es ist offensichtlich, daß diese geringe Verschiebung
der seitlichen Ränder
des obersten Blattes 14 sehr schnell erfolgen kann, wobei
insbesondere auch das zuverlässig
wirkende Walken diesen geringen Verschiebungsweg mit hoher Geschwindigkeit bewirken
kann.
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Diese
Wirkungsweise wird erfindungsgemäß in folgender
Weise zum Vereinzeln der Blätter
von dem Stapel 10 ausgenützt.
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Der
Stapel 10 wird an seiner konkav liegenden Stirnseite mit
einem Wagen 16 angefahren. Ist nur ein einziger Stapel 10 vorgesehen,
so kann der Wagen 16 an der Stirnseite dieses Stapels angeordnet
und vertikal verfahrbar sein. Sind mehrere Stapel 10 vorgesehen,
so kann der Wagen 16 in der Weise verfahrbar sein, daß er jeweils
gesteuert einen ausgewählten
Stapel 10 anfährt.
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Der
Wagen 16 trägt
Mittel zum Straffen des obersten Blattes 14 des Stapels 10.
Diese Mittel sind so ausgebildet, daß sie beiderseits der Blattmittelachse
an der Oberfläche
des obersten Blattes 14 angreifen und die Blattränder von
der Blattmittelachse weg nach außen verschieben. In dem Ausführungsbeispiel
bestehen die Mittel zum Straffen des obersten Blattes 14 aus
zwei Walkeinrichtungen 18, die auf die Blattoberfläche aufgesetzt
werden und an dieser angreifen. Die Walkeinrichtungen 18 weisen
jeweils ein endlos umlaufendes Raupenband 20 auf, welches
mit Walkrollen 22 bestückt
ist. Die Umlaufebene des Raupenbandes 20 verläuft senkrecht
zur Blattmittelachse, wobei das untere Trum des Raupenbandes 20,
welches auf das oberste Blatt 14 aufgesetzt wird, von der
Blattmittelachse gegen die Blattränder hin läuft. Die Raupenbänder 20 werden
jeweils mittels eines Elektromotors 24 über ein Getriebe 26 angetrieben.
Die Walkeinrichtungen 18 sind an dem Wagen 16 abgefedert
gelagert. Hierzu dient vorzugsweise eine Stabfeder 28,
die in ihrer Mitte nach Art eines Waagebalkens schwenkbar an dem
Wagen 16 gelagert ist und an ihren beiden freien Enden
die Walkeinrichtungen 18 trägt. Dadurch wird erreicht, daß beim Absenken
des Wagens 16 die beiden Walkeinrichtungen 18 mit
ihren Walkrollen 22 mit exakt der gleichen Kraft symmetrisch
zur Blattmittelachse auf die Oberfläche des obersten Blattes 14 gedrückt werden.
Die Walkrollen 22 walken dadurch das oberste Blatt in dessen
beiden Randbereichen mit der exakt gleichen Walkwirkung und verschieben
dadurch die beiden Blattränder
spiegelsymmetrisch zueinander nach außen. Dadurch wird ein Auswandern
des obersten Blattes 14 nach einer der beiden Seiten verhindert.
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Weiter
sind an dem Wagen 16 Trennmittel angeordnet, die dazu dienen,
das in der beschriebenen Weise gestraffte und dadurch von dem Stapel 10 abgehobene
oberste Blatt 14 von dem zweiten Blatt des Stapels getrennt
zu halten. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen diese
Trennmittel eine Trennzunge 30 auf, die von der Stirnseite
des Stapels 10 her in dem Mittelbereich des Stapels zwischen das
gestraffte und von dem Stapel abgehobene oberste Blatt 14 und
das auf dem Stapel 10 liegende zweite Blatt eingeschoben
werden kann. Die Verschiebung der Trennzunge 30 erfolgt
durch einen Elektromotor 32 über eine Zahnstange 34.
Mittels dieses Antriebs ist die Trennzunge 30 verschiebbar zwischen
einer Ausgangsstelllung, wie sie in 2 gezeigt
ist, und einer eingefahrenen Stellung, wie sie in 6 gezeigt
ist. In der Ausgangsstellung befindet sich die Trennzunge 30 außerhalb
der Stirnseite des Stapels 10, während in der eingefahrenen
Stellung das freie Ende der Trennzunge 30 in dem Stapel 10 eingreift.
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Schließlich ist
an dem Wagen 16 eine Transporteinrichtung 36 angeordnet.
Die Transporteinrichtung dient dazu, das von dem Stapel 10 vereinzelte oberste
Blatt 14 von dem Stapel 10 abzuziehen und der
nachgeordneten weiteren Bearbeitung zuzuführen.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist
die Transporteinrichtung 36 ein mittels eines Elektromotors 38 angetriebenes
umlaufendes reibfähiges
Transportband 40 auf.
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Die
beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:
Im Ruhezustand
befindet sich die Vorrichtung in der in 2 gezeigten
Ausgangsstellung. Der Wagen 16 mit den Walkeinrichtungen 18 ist
angehoben, 50 daß die
Walkeinrichtungen 18 das oberste Blatt 14 des Stapels 10 nicht
berühren.
Die Trennzunge 30 befindet sich in ihrer Ausgangsstellung
außerhalb
des Stapels 10.
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Auf
einen elektronischen Startbefehl wird zunächst der Wagen 16 gegen
den Stapel 10 abgesenkt, bis die beiden progressiv abgefederten
Walkeinrichtungen 18 mit ihren Walkrollen 22 auf
dem obersten Blatt 14 mit leichtem Druck aufsitzen. Hierdurch
wird ein Sensor betätigt,
der die Elektromotoren 24 der Walkeinrichtungen 18 startet,
so daß die Raupenbänder 20 umlaufen
und mittels der Walkrollen 22 auf die Ränder des obersten Blattes 14 einwirken.
Dabei wird mittels des den Wagen 16 antreibenden Schrittmotors
der Wagen 16 progressiv stärker gegen den Stapel 10 gefahren,
so daß der
Andruck der Walkrollen 22 gegen das oberste Blatt 14 progressiv
erhöht
wird, bis das oberste Blatt 14 gestrafft und von dem Stapel 10 gehoben
ist. Durch das Straffen des obersten Blattes 14 wird ein
weiterer Sensor betätigt,
der meldet, daß der
notwendige Zwischenraum zwischen dem obersten Blatt 14 und
dem folgenden zweiten Blatt des Stapels 10 hergestellt
ist. Die Walkbewegung ist in 3 durch
Pfeile angedeutet. 4 zeigt das Abheben des obersten
Blattes 14 durch dieses Walken.
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Durch
das Sensorsignal, welches ein ausreichendes Straffen des obersten
Blattes 14 meldet, wird die Trennzunge 30 betätigt.
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Diese
wird aus ihrer in 2 gezeigten Ausgangsstellung
gegen die Stirnseite des Stapels 10 bewegt, wobei sie zwischen
das abgehobene oberste Blatt 14 und das zweite folgende
Blatt des Stapels 10 eindringt, wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist.
Die eingeschobene Trennzunge 30 drückt nun das oberste Blatt 14 gegen
das Transportband 40 der Transporteinrichtung 36.
Nun wird der Wagen 16 gesteuert wieder angehoben. Damit
werden auch die Walkeinrichtungen 18 von dem obersten Blatt 14 abgehoben,
so daß dieses
für den
Abtransport frei ist. Es kann nun das Transportband 40 in
Betrieb gesetzt werden, um das Blatt abzuführen.
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Nach
dem Abtransport des obersten Blattes 14 wird die Vorrichtung
wieder in die in 2 gezeigte Ausgangsstellung
gebracht, bis der Startbefehl für den
Abzug des nächsten
Blattes erfolgt.
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Das
Straffen des obersten Blattes 14 durch die Walkwirkung
der Walkeinrichtungen 18 ist von den Eigenschaften der
Blätter
weitgehend unabhängig,
so daß die
Vereinzelung für
unterschiedliche Blattstärken
und Blattqualitäten
in gleicher Weise eingesetzt werden kann. Da das Straffen nur einen
minimalen Verschiebungsweg der Ränder
des obersten Blattes 14 benötigt, kann die Vereinzelung
mit hoher Geschwindigkeit erfolgen.
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Bei
dieser vorstehend beschriebenen Ausführung der Erfindung können die
Walkeinrichtungen 18 erst dann wieder zum Vereinzeln des
folgenden Blattes auf dem Stapel 10 aufgesetzt werden,
wenn das vorangehende Blatt unter den Walkeinrichtungen 18 vollständig abgezogen
ist. Dies wird in einer anderen Ausführung der Erfindung dadurch
verhindert, daß die
Transporteinrichtung zum Abziehen des vereinzelten obersten Blattes
von dem Stapel nicht an der Stirnseite des Stapels 10 angeordnet
ist, an welcher die Walkeinrichtungen 18 angreifen, sondern
an der entgegengesetzten Stirnseite.
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In
dieser Ausführung
wird das oberste Blatt 14 nicht an der Stirnkante von dem
Stapel abgehoben, an welcher die Transporteinrichtung angreift. Daher
wird die Trennzunge 30 in die ser Ausführung nach dem Einschieben
zwischen das gestraffte und abgehobene oberste Blatt 14 und
das Folgeblatt des Stapels 10 auf den Stapel abgesenkt
und drückt
das zweite folgende Blatt gegen den Stapel 10, um dieses
Blatt beim Abziehen des obersten Blattes 14 fest zu halten.
Vorzugsweise weist die Trennzunge 30 hierzu an ihrer Unterseite
einen Reibbelag auf.
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Zweckmäßig ist
in dieser Ausführung
der Wagen mit den Walkeinrichtungen 18 und der Trennzunge 30 um
eine horizontale, zur Stirnkante des Stapels 10 parallele,
Achse kippbar. Nachdem die Trennzunge 30 eingefahren ist,
wird der Wagen weiter abgesenkt. Hierbei drückt die Trennzunge 30 mit einem
an ihrer Unterseite angeordneten Nocken das zweite Blatt auf den
Stapel. Beim weiteren Absenken des Wagens wird dieser dadurch verkippt,
so daß die Walkeinrichtungen 18 von
dem obersten Blatt abgehoben werden. Das oberste Blatt ist damit
für den
Abzug durch die Transporteinrichtung frei, während das zweite Blatt zuverlässig festgehalten
wird.
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Da
das Blatt in dieser Ausführung
in entgegengesetzter Richtung von dem Stapel abgezogen wird, wird
seine Stirnkante sofort unter den Walkeinrichtungen 18 abgezogen,
so daß die
Walkeinrichtungen 18 bereits wieder auf das folgende zweite
Blatt aufgesetzt werden können,
bevor noch das oberste Blatt vollständig von dem Stapel 10 abgezogen
ist. Dadurch kann das Vereinzeln der Blätter des Stapels in schnellerer
Folge durchgeführt
werden.
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In
einer weiteren Ausführung
der Erfindung, die jedoch nicht zeichnerisch dargestellt ist, ist
lediglich eine Walkeinheit vorgesehen. Diese schiebt das Blatt gegen
einen festen seitlichen Anschlag, der zur Stapelung der Blätter ohnehin
vorhanden ist.
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Abschließend ist
anzumerken, dass die Erfindung nicht auf solche Stapel beschränkt ist,
die konkav zu einer Blattmittelachse gehalten sind. Vielmehr kann
die Erfindung auch auf konvexe oder flach liegende Stapel angewandt
werden.
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- 10
- Stapel
- 12
- Auflageplatte
- 14
- oberstes
Blatt
- 16
- Wagen
- 18
- Walkeinrichtungen
- 20
- Raupenband
- 22
- Walkrollen
- 24
- Elektromotor
- 26
- Getriebe
- 28
- Stabfeder
- 30
- Trennzunge
- 32
- Elektromotor
- 34
- Zahnstange
- 36
- Transporteinrichtung
- 38
- Elektromotor
- 40
- Transportband