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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Öffnen oder
zum Umlegen eines gefalzten flächigen
Produktes auf einer Transportfläche
in einer Mailinganlage oder einer Falzmaschine mit Hilfe von Saugelementen.
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Mit
Hilfe von Falzmaschinen werden flächige Produkte, beispielsweise
Druckprodukte aus Papier, papierähnlichen
Stoffen, Kunststoffen und dergleichen, durch ein- oder mehrfaches
scharfkantiges Umlegen gefalzt. In der Produktionsphase durchlaufen
die flächigen
Produkte in einer kontinuierlichen Folge mit im Wesentlichen gleichförmigem Abstand die
Falzmaschine. Häufig
werden Falzmaschinen durch Ergänzung
mit speziellen Einrichtungen, welche beispielsweise zum Leimen,
Etikettieren, Hinzufügen
von Karten, Schneiden, Öffnen
und dergleichen dienen, zu flexiblen Mailinganlagen ausgebaut.
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Mit
einer Öffnungs-
oder Umlegeeinrichtung werden bereits gefalzte flächige Produkte
geöffnet, um
diese zu veredeln und/oder zu versiegeln, und gegebenenfalls wieder
geschlossen. Im Falle der Veredelung ist der Öffnungsvorgang von der Falzart abhängig, im
geöffneten
Zustand werden beispielsweise Warenproben, Postkarten und dergleichen
auf dem gefalzten flächigen
Produkt befestigt, und im Anschluss wird das gefalzte flächige Produkt
entsprechend der Umkehrung des Öffnungsschemas
geschlossen. Im Falle der Versiegelung werden die gefalzten flächigen Produkte
soweit geöffnet,
dass in den geöffneten
Spalt mit einer geeigneten Vorrichtung eine Klebstoffspur aufgetragen
werden kann, und im Anschluss wieder geschlossen.
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In
einer typischen Öffnungseinrichtung,
wie sie beispielsweise im FlexoMailersystem FMA 78 der Firma Stahl
realisiert ist, werden die flächigen
Produkte entlang einer ebenen Transportstrecke geführt, wobei
die gefalzten flächigen
Produkte entweder nur von unten, beispielsweise vermittels eines
Saugbandtisches, oder gleichzeitig von oben und unten, beispielsweise
zwischen Transportbändern,
Transportriemen, Transportrollen oder dergleichen, sicher gehalten
werden. Um ein teilweises Öffnen
oder ein vollständiges
Umlegen mit Hilfe einer Wendeeinrichtung zu ermöglichen, wird der Öffnungsvorgang
mit Hilfe von Saugeinrichtungen realisiert. Diese bestehen aus umlaufenden
Transportelementen, beispielsweise Saugrädern, bzw. Bändern oder
umlaufenden Hubsaugern, welche mit einer Vakuumeinrichtung verbunden
sind. Ein bedeutender Nachteil einer derartigen Einrichtung ist,
dass für
derartige Transportelemente ein spezieller Antrieb erforderlich wird,
da deren Translationsbewegung mit der Bewegung der Transporteinrichtung
synchronisiert werden muss. Bei fehlerhafter Synchronisation der
Geschwindigkeiten entstehen Störungen
beim Öffnen, da
oftmals die angehobenen Seiten von der Öffnungseinrichtung abgezogen
werden, wodurch die Haltekraft der Saugeinrichtung verschwindet.
Oft sind diese Einrichtungen in fester Geometrie hinsichtlich Lage
und Abstand zur Transporteinrichtung fixiert.
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Eine
Vorrichtung zum Führen
von Bogen an einem Anleger einer Bogendruckmaschine ist aus dem
Gebrauchsmuster
DE
295 14 909 U1 bekannt. Die von einem Bogenstapel mittels
Hubsauger abgehobenen Bogen werden in einer definierten Höhe an Schleppsauger übergeben.
Schleppsauger transportieren den Bogen während ihrer Vorwärtsbewegung in
Bogentransportrichtung und führen
den Bogen vorgesehenen Transportrollen zu. Während der Vorwärtsbewegung
der Schleppsauger wird die Bogenhinterkante des Bogens mittels der
durch Glaskästen bzw.
Glasleisten erzeugten Saugwirkung schwebend geführt, sodass die Bogenhinterkante
auch nach dem Lösen
der Hubsauger hochgehalten wird und nicht auf den Stapel zurückfällt. Die
im Gebrauchsmuster vorgestellte Vorrichtung zur pneumatischen Schwebeführung hebt
ruhend liegende Einzelbogen unter Ausnutzung des aerodynamischen
Paradoxons vertikal gleichmäßig an,
hält die
Einzelbogen in einem Schwebezustand, und die Schwebeführung erfolgt
parallel zur horizontalen Liegeebene der Bogen in einem festen Abstand
zum Stapel.
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Aus
dem Dokument
US 6,010,125 ist
des Weiteren eine Vorrichtung zum Zuführen von Bogen bekannt. Eine
Gruppe von Saugöffnungen
ist eben in einer Halterung derart angeordnet, dass ein Bogen von
einem sich unterhalb der Saugöffnungen
befindenden Stapel durch die Saugwirkung der Saugöffnungen
abhebbar ist. Der Abstand der Halterung mit der Gruppe von Saugöffnungen
zum Stapel ist mittels eines motorisch angetriebenen Bewegungsmechanismus
variierbar. Die Saugöffnungen
sind dabei senkrecht zu der ebenen Bogenfläche auf dem Stapel orientiert
und in dieser Richtung fixiert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Öffnen oder
zum Umlegen eines gefalzten flächigen
Produktes, welches auf einer Transportfläche bewegt wird, zu schaffen,
welche ohne einen eigenen Antrieb und notwendige Synchronisation
zur Transporteinrichtung auskommt und an die Bedürfnisse verschiedenartig gefalzter
flächiger
Produkte angepasst werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Einrichtung gemäß der Merkmale des Anspruches
1 gelöst.
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In
der erfindungsgemäßen Einrichtung
werden die gefalzten flächigen
Produkte auf einer Transporteinrichtung unter der feststehenden
Hubsaugvorrichtung, welche ein zweidimensional angeordnetes Array
von Druckluftdüsen
aufweist, vorbeibewegt. In bevorzugter Ausführungsform ist durch das Array von
Druckluftdüsen
eine Ebene definiert. Im allgemeinen können die Druckluftdüsen aber
für gewisse Verwendungen
auch auf einer gekrümmten,
typischerweise konvex gebogenen zweidimensionalen Fläche liegen.
Da diese Krümmung
im Vergleich zur Ausdehnung des Arrays in den meisten Anwendungen
relativ klein ist, wird im folgenden ohne Einschränkung der
Allgemeinheit von einer durch das Array definierten Ebene gesprochen.
Damit ist eine Tangentialebene an die gekrümmte Fläche, auf welcher das Array
liegt, in einem geeigneten Punkt gemeint, durch welchen die Winkelbeziehung
zur Transportebene beschrieben werden kann.
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Die
Ausströmungsrichtung
aus den Druckluftdüsen
ist dabei vorteilhafter Weise in Richtung der Transportrichtung
der gefalzten flächigen
Produkte. Vorzugsweise wird die Einrichtung am Rand der offenen
Seite des Falzes des gefalzten flächigen Produktes angebacht,
wodurch nur ein relativ kleiner Anteil der gesamten Masse des flächigen Produktes
anzuheben ist. Es wird also der offene, lose Teil des durchlaufenden
gefalzten flächigen
Produktes von der Einrichtung erfasst und angehoben, sodass er vorgesehenen
Leitflächen
unter einem Winkel zwischen der durch das Array definierten Ebene
und der Transportebene in Transportrichtung hauptsächlich mit
einer Geschwindigkeitskomponente, deren Orientierung parallel zur
Transportrichtung ist, folgt. Es entsteht eine keilförmige Öffnung,
welche in der erfindungsgemäßen Einrichtung
in Höhe
und Neigung zur typischerweise horizontalen Transportebene in einem vorgegebenen
Parameterrahmen beliebig einstellbar ist.
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Ein
besonderer Vorteil der Höhenverstellung ist,
dass eine stufenlose Anpassung an die Stärke der flächigen Produkte möglich ist.
Damit kann insbesondere eine gute Einstellung des Einlaufs in die
Einrichtung erreicht werden. Durch die vorteilhafte Einstellung
des Neigungswinkels des Arrays von Druckluftdüsen zur Transportfläche in Transportrichtung kann
in einem vorgegebenen Rahmen stufenlos eine gewünschte Hubhöhe realisiert werden. Beispielsweise
kann der offene, lose Teil des gefalzten flächigen Produktes von einer
geringen auf eine eingestellte Höhe
gelangen, indem er der schrägen
Ebene folgend, nach oben transportiert wird, während der feste Teil des Bogens
weiter auf der niedrigen Höhe
der Transporteinrichtung bleibt. Mit anderen Worten, durch die Gestaltung
des Einlaufs und der Geometrie des Arrays von Druckluftdüsen kann
der anzuhebende, lose Teil des gefalzten flächigen Produktes, frei dem
Array von Druckluftdüsen
folgend, von einer geringen auf eine eingestellte Höhe gebracht
werden. Die gewünschte
Höhe wird
dabei am stromabwärtsliegenden
Ende des Arrays von Druckluftdüsen
erreicht. Während
dieser Bewegung bleibt der Abstand zwischen der Oberfläche des
losen Teils des gefalzten flächigen
Produktes und des Arrays von Druckluftdüsen im wesentlichen gleich,
sodass auch die durch den Luftstrom vermittels des aerodynamischen Paradoxons
erzeugte Saugwirkung auf das gefalzte flächige Produkt ungefähr gleich
bleibt. Ein besonderer Vorteil der Neigungsverstellung senkrecht
zur Transportrichtung der gefalzten flächigen Produkte ist, dass in
einem vorgegebenen Rahmen ein gewünschter Öffnungswinkel zwischen offenem,
losem Teil und auf der Transporteinrichtung gehaltenen, festen Teils
des gefalzten flächigen
Produktes eingestellt werden kann. Dabei können insbesondere Materialparameter,
wie Materialsteifigkeit und Dicke, berücksichtigt werden.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung werden in den nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibung
dargestellt.
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Es
zeigen im Einzelnen:
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1 schematische
Ansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung
zum Öffnen
oder zum Umlegen eines gefalzten flächigen Produktes von der Seite,
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2 schematische
Ansicht der Einrichtung zum Öffnen
oder zum Umlegen eines gefalzten flächigen Produktes entgegen der
Transportrichtung.
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In
der 1 ist schematisch die Seitenansicht einer bevorzugten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einrichtung
zum Öffnen
oder zum Umlegen eines gefalzten flächigen Produktes in einer Mailinganlage
oder einer Falzmaschine gezeigt. Die gefalzten flächigen Produkte 10 werden
entlang der Transportrichtung A auf einer Transportfläche 12 durch
die Transporteinrichtung 14 bewegt. Entlang ihres Weges
laufen sie unterhalb eines Arrays von Druckluftdüsen 16 hindurch, welche
in einer Platte 17 eingelassen sind, um zu einer Wendeeinrichtung 18 geführt zu werden.
In bevorzugter Ausführungsform, wie
sie hier gezeigt ist, liegt das Array der Druckluftdüsen 16 in
einer Ebene. Die Druckluftdüsen
jedoch, insbesondere in Abhängigkeit
des Verwendungszweck, auch auf einer gekrümmten Fläche liegen.
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Die
Druckluft entströmt
dem Array von Druckluftdüsen 16 im
wesentlichen tangential oder parallel der durch das Array definierten
Ebene. Die Projektion der Geschwindigkeitsvektoren auf die Transportfläche weist
eine Komponente parallel zur Transportrichtung auf, welche deutlich
größer als eine
Komponente senkrecht zur Transportrichtung ist. Diese ist jedoch
von Null verschieden, mit anderen Worten das Geschwindigkeitsfeld
der ausströmenden
Druckluft weist eine gewisse Divergenz auf.
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Das
Array von Druckluftdüsen 16 ist
höhenverstellbar
entlang der Richtung B und lässt
sich in Transportrichtung entlang der Richtung C verkippen mit einem Öffnungswinkel
D. Das Array von Druckluftdüsen 16 lässt sich
mit der Einrichtung 20 zur Einstellung des Winkels E senkrecht
zur Transportrichtung A verkippen. Die Einstellung des Öffnungswinkels
D lässt
sich, wie in dieser besonderen Ausführungsform gezeigt, mit einer
Einstellschraube 24 verändern.
Ebenfalls lässt
sich die Höhenverstellung
mit einer Einstellschraube 22 verändern. Das Array von Druckluftdüsen 16 wird über die
Druckluftleitungen 26 versorgt. Es sind in dieser Ausführungsform
vorteilhafter Weise Ventile 28, für jede einzelne Druckluftleitung 26 vorgesehen.
Die Druckluft kann daher durch Variation der Zufuhr in ihrer Stärke verändert werden.
Die Ventile 28 sind mit einem Magnetventil mit Steuerung 30 versehen.
In bevorzugter Ausführungsform
gibt es eine zentrale Druckregelung 32 oder eine Drossel,
die die globale Druckluftzufuhr 34 konditioniert.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Bewegungen des Arrays von Druckluftdüsen 16 zur Höhenverstellung, zur
Einstellung des Neigungswinkels zur Transportfläche in Transportrichtung und
zur Einstellung des Neigungswinkels senkrecht zur Transportrichtung durch
einen Aktuator oder mehrere Aktuatoren, beispielsweise einen oder
mehrere Servomotoren, erfolgt.
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Vorteilhafter
Weise kann die erfindungsgemäße Einrichtung
in verschiedenen Ausführungsformen
vorliegen, welche sich insbesondere durch die Tatsache unterscheiden,
dass die Öffnung
des Produktes während
des Transportes in eine Richtung im wesentlichen parallel zum Falzbruch
oder im wesentlichen senkrecht oder quer zum Falzbruch erfolgt.
Im letzteren Fall ist typischerweise ein Wechsel der Transportrichtung
bei Erreichen der durch die Einrichtung vorgesehenen maximalen Öffnung des
Produktes vorgesehen, da der Falzbruch, der sich während des Öffnungsvorgangs
auf die Wendeeinrichtung 18 zubewegt, bis in einen minimal
vorgesehenen Abstand zu der Wendeeinrichtung 18 transportiert
wird, ohne dass er schließlich
die Wendeeinrichtung 18 erreicht.
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Die 2 zeigt
schematisch die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In dieser Ansicht laufen die gefalzten flächigen Produkte 10 auf
den Betrachter zu, mit anderen Worten die Ansicht ist entgegen der
Transportrichtung A. Die 2 illustriert, wie die bevorzugte
Ausführungsform
der Einrichtung zum Öffnen
oder zum Umlegen eines gefalzten flächigen Produktes 10 dazu
verwendet werden kann, die flächigen
Produkte seitlich zu öffnen.
Das gezeigte gefalzte flächige
Produkt 10 wird unter dem Array von Druckluftdüsen 16 in
der Platte 17 entlanggeführt. Durch die ausströmende Druckluft
wird vermittels des aerodynamischen Paradoxons der offene Teil 19 des gefalzten
flächigen
Produktes durch die entstehende Saugkraft angehoben. Während der
feste Teil unterhalb einer Wendeeinrichtung 18 auf der
Transportfläche 12 verbleibt,
wird der freie, offene Teil 19 des gefalzten flächigen Produktes 10 über die
Wendeeinrichtung 18 hinweggeführt. Der Öffnungswinkel E senkrecht zur
Transportrichtung ist wie die anderen Einstellparameter der Höhe und des Öffnungswinkels D
in Transportrichtung veränderbar.
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Eine
derartige, erfindungsgemäße Einrichtung
kann in einer Mailinganlage oder einer Falzmaschine realisiert sein.
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- A
- Transportrichtung
- B
- Höheneinstellungsrichtung
- C
- Neigungswinkeleinstellung
in Transportrichtung
- D
- Öffnungswinkel
in Transportrichtung
- E
- Öffnungswinkel
senkrecht zur Transportrichtung
- 10
- gefalzte
flächige
Produkte
- 12
- Transportfläche
- 14
- Transporteinrichtung
- 16
- Druckluftdüsen
- 17
- Platte
- 18
- Wendeeinrichtung
- 19
- freies,
offenes Teil des gefalzten, flächigen Produktes
- 20
- Einstellung
Winkel E
- 22
- Höheneinstellung
- 24
- Einstellung
Winkel D
- 26
- Druckluftzuführung
- 28
- Ventile
- 30
- Magnetventil
mit Steuerung
- 32
- Druckregelung
- 34
- Druckluftzufuhr