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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbrechen und Belüften von
blattartigen Materialstapeln, insbesondere von Papierstapeln, bei
dem Lagen des Materialstapels zum Auffächern der Blattbogen durch
einen Durchgang einer zangenartigen Vorrichtung, bestehend aus jeweils
einem axial umlaufenden Ober- und Unterteil, gefördert werden, wobei die Lagen
auf dem Unterteil aufliegen und das Oberteil auf den Lagen aufliegt.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Aufbrechen
und Belüften
von blattartigen Materialstapeln, insbesondere von Papierlagen, wenigstens
bestehend aus einer zangenartigen Vorrichtung mit einem axial umlaufenden
Oberteil und einem ebenfalls axial umlaufenden Unterteil, wobei Ober-
und Unterteil zueinander einen an die Lagendicke anpassbaren Durchgang
zum Durchführen
der Lagen bilden.
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Für die Weiterverarbeitung
von insbesondere bedruckten Papierstapeln beispielsweise in einer Schneidemaschine,
um große
Lagen in kleinere Nutzen zu zerschneiden oder um bei spielsweise
bei der Herstellung von Büchern
die Ränder
zu bearbeiten, müssen
die Blattbögen
der Lagen zueinander genau ausgerichtet werden. Üblich ist der Einsatz von Rüttelvorrichtungen,
in denen eine zweiseitige Ausrichtung der Lagen erfolgt. Damit das
Ausrichten in der Rüttelvorrichtung
beschleunigt werden kann, werden die Lagen vorher – in der
Regel von Hand – durchgewölbt, um
Luft zwischen die Blattbogen zu bringen und sie voneinander zu trennen.
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Aus
der Druckschrift
DE
32 19 693 A1 ist eine Vorrichtung zur Bildung von verarbeitungsfähigen Teilstapeln
aus Folienbogen, insbesondere Papierbogen bekannt, mit der ein automatisches
Auffächern
ermöglicht
werden soll. Die Vorrichtung besteht dabei im Wesentlichen aus einem
Förderer,
der die Lagen von einem Vorratsstapel auf den Tisch einer Rüttelvorrichtung
befördert.
Er weist ein umlaufendes Unterband und eine Auffächerungsstation auf, in der
eine angetriebene Unterwalze und eine angetriebene Oberwalze angeordnet
sind, die einen veränderbaren
Durchtrittspalt für
die Lagen bilden. Die Umfangsgeschwindigkeiten beider Walzen sind dabei
unterschiedlich eingestellt.
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Wenn
die Lage durch die Auffächerungsstation
getrieben wird, erfolgt eine gegenseitige Verschiebung zwischen
den Blattbogen der Lage. Durch die unterschiedlich eingestellten
Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen wird die Auffächerung
noch verstärkt.
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Zusätzlich wird
mittels Luftdüsen,
die am Abgabeende des Förderers
angeordnet sind, Luft zwischen die einzelnen Blattbogen geblasen.
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Diese
Vorrichtung ist konstruktiv aufwändig und
in der Praxis nicht vorteilhaft einsetzbar, da die Blattbogen der
Lagen während
der Förderung
derart verschoben werden, dass sie knittern.
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Es
ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten
Art so auszubilden, dass es auf einfache und kostengünstige Weise möglich wird,
automatisch eine solche Trennung der Blattbogen jeder Lage voneinander
zu erreichen, dass der Rüttelvorgang
zeitlich minimiert werden kann.
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Es
ist des weiteren Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass konstruktiv
einfach und automatisch ein sicheres Verschieben der Blattbogen
zueinander und ein Belüften
der Lagen während
des Transports zur und des Auflegens auf die Rüttelvorrichtung möglich wird.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe verfahrensseitig dadurch gelöst, dass die Lagen zunächst zu
einem axial umlaufenden Führungselement
geführt,
dort von einer Klemmvorrichtung ergriffen und über das Führungselement unter einem schrägen Winkel
in Bezug auf die Horizontale zum Durchgang der zangenartigen Vorrichtung
und durch diesen über eine
Ablegevorrichtung gezogen werden, wobei die Lagen aufbrechen und
Luft zwischen die einzelnen Blattbogen gelangt und mit Beendigung
des Durchlaufs die Lagen durch Lösen
der Klemmung auf die Ablegevorrichtung abgelegt werden.
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Nach
diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird
auf technologisch einfache Art und Weise ein automatisches Belüften der
einzelnen Lagen und ein Verschieben der Blattbogen innerhalb einer
jeden Lage erreicht. Dadurch verkürzt sich der nachfolgende Arbeitsgang,
das genaue Ausrichten der Lagen, wesentlich. Auch die weiteren Bearbeitungsvorgänge, wie
zum Beispiel das Be- und Zerschneiden der Lagen kann optimaler erfolgen,
da Stillstandszeiten der Maschinen infolge langwieriger Rüttelvorgänge reduziert
werden können.
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Außerdem führt der
automatisierte Verfahrensablauf zu wesentlichen Arbeitserleichterungen beim
Bediener, da dieser große
und schwere Papierlagen nicht mehr von Hand dem Vorratsstapel entnehmen
und durchwölben
muss, um sie zu belüften und
die Bogen aufzubrechen.
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Nach
einer vorzugsweisen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Lagen von einer Klemmvorrichtung erfasst und die Klemmvorrichtung
zieht die Lagen von einem Führungselement
schräg
nach unten zum Durchgang. Unmittelbar nach dem Durchlauf einer Klemmzange der
Klemmvorrichtung durch den Durchgang wird das Oberteil der zangenartigen
Vorrichtung auf die Lagen abgesetzt.
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Dadurch
können
sich beim weiteren Durchlauf der Lagen die einzelnen Blätter voneinander
lösen.
Die Lagen werden anschließend
auf die Ablegevorrichtung abgelegt.
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Die
Klemmvorrichtung gewährleistet
einerseits, dass sich die Blattbogen zueinander verschieben, andererseits
dient sie als Transport- und Haltemittel.
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Von
Vorteil kann es auch sein, wenn Lagen im beidseitig fixierten Zustand
auf die Ablegevorrichtung abgelegt werden und während des unmittelbaren Ablegvorganges
oder erst danach die Fixierung gelöst wird.
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Einerseits
werden die Lagen von der Klemmvorrichtung gehalten, andererseits
vom Ober- und Unterteil der zangenartigen Vorrichtung. Damit kann verhindert
werden, dass die Blattbogen während
des Ablegevorganges ungewollt wieder aneinander haften.
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Erfindungsgemäß ist des
Weiteren vorgesehen, dass wenigstens das Ober- oder das Unterteil der
zangenartigen Vorrichtung angetrieben wird.
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Dies
dient dem Transport der nicht fixierten Lagen zur Ablegevorrichtung.
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Von
Vorteil ist auch, wenn die Lagen vom Materialstapel mittels einer
Greifereinheit ergriffen und zum Führungselement oder über das
Führungselement
zum Durchgang transportiert werden.
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Damit
kann das Verfahren zum Aufbrechen und Belüften von blattartigen Materialstapeln
völlig automatisiert
erfolgen, was Zeitersparnis und Arbeitserleichterung zur Folge hat.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird des weiteren anordnungsseitig dadurch gelöst, dass eine Klemmvorrichtung
zum wenigstens einseitigen Klemmen der Lagen angeordnet ist, dass
der Durchgang der zangenartigen Vorrichtung zu einem axial umlaufend
ausgebildeten Führungselement
einen horizontalen und vertikalen Abstand aufweist und dass die Klemmvorrichtung
die Lagen über
das Führungselement
unter einem schrägen
Winkel in Bezug auf die Horizontale zum Durchgang und durch diesen über eine Ablegevorrichtung
zieht und auf diese ablegt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Aufbrechen und Belüften
von blattartigen Materialstapeln ist konstruktiv einfach aufgebaut
und gestattet ein schnelles Verschieben und Trennen der Blattbogen
jeder Lage. Mit dem konstruktiven Aufbau der Vorrichtung wird erreicht,
dass sich die Blattbogen bis zum Ablegen auf die Ablegevorrichtung
nicht wieder aneinander anlegen können. Somit kann das genaue Ausrichten
der Lagen beispielsweise in einer Rüttelmaschine innerhalb kurzer
Zeit erfolgen.
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Nach
einer vorteilhaften und konstruktiv einfachen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind das Führungselement
sowie das Ober- und das Unterteil der zangenartigen Vorrichtung
walzenartig ausgebildet.
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Dadurch
erhalten die Lagen, die auf dem Unterteil aufliegend gefördert werden
und auf der das obere walzenförmige
Element abgesetzt ist, eine wellenartige Form, die zum Verschieben
der Blattbogen innerhalb jeder Lage führt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass Ober- und Unterteil der zangenartigen Vorrichtung parallel übereinander
angeordnet und gegensinnig umlaufend ausgebildet sind.
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Dadurch
wird der Verschiebevorgang der Blattbogen innerhalb der Lagen ebenfalls
unterstützt.
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Das
Unterteil kann je nach konkreter konstruktiver Ausführung auf
vorteilhafte Art und Weise beispielsweise auch bandartig ausgebildet
sein.
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Wenn
das Unterteil einen größeren Durchmesser
aufweist als das Oberteil und aus einem weicheren Material besteht,
wird der Vorgang des Lösens
der Blattbogen der Lagen voneinander unterstützt.
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Erfindungsgemäß ist auch
vorgesehen, dass wenigstens das Ober- oder das Unterteil einen Antrieb
besitzt und dass beide Teile unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten
aufweisen.
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Diese
erfindungsgemäße Ausbildung
der Vorrichtung unterstützt
und verstärkt
das Aufblättern der
Blattbogen innerhalb einer jeden Lage und somit das Belüften der
Lagen.
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Wenn
das Unterteil mit einer Beschichtung versehen ist oder aus einem
Material besteht, die bzw. das eine elastische und weichere Oberfläche als die
Lagen aufweist, werden Beschädigungen
durch zu hohe Druckkräfte
an den Lagen beziehungsweise an den Blattbogen verhindert.
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Eine
weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
sieht vor, dass die Klemmvorrichtung als Klemmzange ausgebildet
und derart verfahrbar ist, dass sie nach einseitiger Klemmung der
Lagen diese über
das Führungselement
zum und durch den Durchgang hindurch zu der Ablegevorrichtung zieht und
dort ablegt.
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Damit
wird erreicht, dass die ursprüngliche Form
der Blattbogen der Lagen zueinander im Wesentlichen erhalten bleibt
und sich nachfolgende Vorgänge
zur Positionierung der gestapelten Lagen zueinander verkürzen.
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Erfindungsgemäß ist des
Weiteren vorgesehen, dass die Ablege vorrichtung eine Rüttelmaschine
ist und dass die Ablegevorrichtung mit der Rüttelmaschine eine Einheit bildet.
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Wichtig
ist, dass der Weg zwischen der Aufbrech- und Belüftungsvorrichtung möglichst
kurz ist, damit insbesondere dicke und schwere Blattbogen vor dem
Ablegen nicht wieder aneinanderhaften können, was zur Folge hätte, dass
der Rüttel-
oder Positionierungsprozess erschwert würde oder diese Prozesse nicht
qualitätsgerecht
ausführbar
sein könnten.
Nachfolgende Schneidvorgänge
könnten
dann ebenfalls nur mit minderer Qualität ausgeführt werden. Deshalb ist es
vorteilhaft, wenn beide Vorrichtungen eine Einheit bilden.
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Zur
Unterstützung
des Aufbrechvorganges der Lagen ist des Weiteren vorgesehen, dass
an der zangenartigen Vorrichtung wenigstens eine Luftdüse angeordnet
ist, die zusätzlich
Luft zwischen die einzelnen Blattbogen der Lagen bläst.
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Zur
Arbeitserleichterung und zur vollautomatischen Durchführung des
Verfahrens ist vorgesehen, dass zum Transport der Lagen vom Materialstapel zum
Führungselement
oder über
das Führungselement
zum Durchgang eine Greifereinheit angeordnet ist.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles, bei dem die
erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem Rüttelautomaten
eine Einheit bildet, näher
erläutert
werden. Die zugehörige Zeichnung
zeigt dabei in
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1 eine
Schnittdarstellung des Rüttelautomaten
mit erfindungsgemäßer Vorrichtung
und Klemmvorrichtung für
die einseitige Fixierung der Lage in Seitenansicht und
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2 bis 5 die
schematische Darstellung der einzelnen Verfahrensschritte nach der
Klemmung einer Lage.
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Nach 1 besteht
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Aufbrechen und Belüften
von blattartigen Materialstapeln 1, insbesondere von Papierstapeln,
im Wesentlichen aus einer Hub plattform 2, auf der der Materialstapel 1,
hier in Form eines in einer Schneidemaschine zu beschneidenden Papierstapels,
liegt und die vertikal verstellbar ausgebildet ist, der Vorrichtung 3 und
des damit verbundenen Rüttelautomaten 4.
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In
der Zeichnung nicht gezeigt ist die Greifereinheit, die den Transport
einer jeden Lage 5 des Papierstapels 1 zum Führungselement 6 beziehungsweise
den Transport über
die Führungswalze 6 zum
Durchgang 7 der zangenartigen Vorrichtung 8, ausgebildet
als Walzenzange, übernimmt.
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Das
Führungselement 6 ist
als Einlaufwalze ausgebildet, die um ihre Längsachse drehbar angeordnet
und vertikal verfahrbar ist. Dadurch können unterschiedliche Grammaturen
der Lagen 5 angepasst und der Abstand zum Ober- und Unterteil 10, 11 der
Walzenzange 8 eingestellt werden.
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Die
einzelnen Lagen 5 werden mittels einer Abstecheinheit 9 vorn
Papierstapel 1 abgehoben und von der Greifereinheit erfasst
und transportiert.
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Die
zangenartige Vorrichtung 8 besteht aus zwei in einem Gestell
angeordneten, parallel und abstandsweise übereinander befestigten Teilen,
dem walzenartigen Oberteil 10, das vertikal verfahrbar und
um seine Längsachse
drehbar ausgebildet ist, und dem ebenfalls walzenartig und um seine
Längsachse
drehbar ausgebildeten Unterteil 11, dessen Drehrichtung
der Drehrichtung des Oberteils 10 gegenläufig ist.
Die zangenartige Vorrichtung 8 ist mit einem vorgegebenen
Abstand zum Führungselement 6 angeordnet.
Das Unterteil 11 weist außerdem einen solchen vertikalen
Abstand zum Führungselement 6 auf,
dass die Lage 5, die den Durchgang 7 durchläuft, vom
Füh rungselement 6 kommend,
unter einem vorgegebenen Winkel schräg nach unten befördert werden
muss.
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In
der Zeichnung weisen Ober- und Unterteil 10, 11 einen
gleichgroßen
Durchmesser auf. Um die Auffächerung
der Lage zu unterstützen
kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn das Unterteil 11 einen größeren Durchmesser
als das Oberteil 10 aufweist. Außerdem sollte das Unterteil 11 aus
einem elastischen und weicheren Material hergestellt sein oder zumindest
eine elastische Oberfläche
aufweisen, damit Beschädigungen
an der Lage vermieden werden. Die Oberfläche des Unterteils muss aus
den gleichen Gründen
gleitende Eigenschaften aufweisen.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist für
den Transport der Lage 5 vom Führungselement 6 durch
den Durchgang 7 zur als Rüttelautomat ausgebildeten Abiegevorrichtung 4 eine
Klemmvorrichtung 12 vorgesehen.
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DE 32 19 693 A1 beschreibt
die bekannte Klemmvorrichtung
12 zur Aufnahme einer Lage
5 durch
die Klemmzange
13, die auch erfindungsgemäß eingesetzt
werden soll. Daher wird dieser Teil der Vorrichtung nicht weiter
erläutert.
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Ebenso
sind Rüttelautomaten 4 an
sich bekannt, so dass auch diese hier nicht näher beschrieben werden.
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Zur
Unterstützung
des Lösungsvorganges der
einzelnen Blattbogen 14 einer Lage 5 voneinander
ist im Bereich des Unterteils 11 eine Luftdüse (in der
Zeichnung nicht dargestellt) angeordnet, die zur Unterstützung der
Bogentrennung zusätzlich
Luft zwischen die Blattbogen 14 bläst.
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Der
Verfahrensablauf und die Funktionsweise der Vorrichtung zum Aufbrechen
und Belüften
von Papierstapeln wird im Folgenden anhand der 2 bis 5 beschrieben.
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Die
Hubplattform 2 bringt den Papierstapel 1, der
aus großflächigen,
bedruckten einzelnen Blattbogen 14 besteht, durch vertikales
Verfahren in eine Position, in der die Abstecheinheit 9 zunächst eine Lage 5 anheben,
die Greifereinheit die Lage 5 ergreifen und auf dem Führungselement 6 ablegen
kann. Die Klemmzange 13 fährt durch den Durchgang 7 der Walzenzange 8 und
fixiert die Lage 5 einseitig.
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Nach
dem Erfassen und Klemmen der Lage 5 durch die Klemmzange 13 wird
die Lage 5 über
die Biegewalze 6 in Richtung des abstandsweise und unterhalb
der Biegewalze 6 angeordneten Unterteils 11 der
Walzenzange 8 gezogen. Dabei erhält die Lage 5 eine
wellenartige Form. Die Lage 5 wird schräg nach unten gezogen. Dadurch
können
Beschädigungen der
Blattbogen 14 vermieden werden.
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Das
Oberteil 10 der Walzenzange 8 ist vertikal verfahrbar
ausgebildet und wird – sobald
die Klemmzange 13 den Durchgang 7 zwischen Ober- und
Unterteil 10, 11 wieder passiert hat – auf die
Lage 5 abgesetzt. Dadurch wird erreicht, dass die Blattbogen 14 der
Lage 5 in ihrer Position zueinander verschoben werden.
Gleichzeitig werden die einzelnen Blattbogen 14 voneinander
getrennt und belüftet.
Je weiter die Lage 5 durch den Durchgang 7 gezogen wird,
umso größer wird
der Abstand zwischen den einzelnen Blattbogen 14 der Lage 5.
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Dadurch,
dass Ober- und Unterteil 10, 11 gegenläufig gedreht
werden, wird ein weiteres Verschieben der Blattbogen 14 zu einander
erreicht.
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Die
Walzenzange 8 ist so angeordnet, dass die Lage 5 nach
dem Durchlauf des Durchganges 7 direkt auf den Rütteltisch 15 des
Rüttelautomaten 4 abgelegt
wird.
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Möglich ist
auch, die Walzenzange 8 horizontal verfahrbar auszubilden,
so dass sie in eine vorgegebene Position über den Rütteltisch 15 mitgeführt werden
kann.
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Die 2 bis 5 veranschaulichen
die einzelnen Verfahrensstufen beziehungsweise Fördervorgänge.
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2 zeigt
die Klemmung der Lage 5 durch die Klemmzange 13.
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3 veranschaulicht
den Ziehvorgang der Lage 5 mittels Klemmzange 13 über die
Biegewalze 6 in Richtung des Unterteils 11 der
Walzenzange 8. Dabei wird die Klemmzange 13 sowohl
horizontal als auch vertikal verfahren. Der oberste Blattbogen 14 verbleibt
in seiner Position, während
die anderen Blattbogen 14 zueinander verschoben werden.
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4 stellt
dar, dass das Oberteil 10 auf die Lage 5 aufgesetzt
worden ist, was die Verschiebung der Blattbogen 14 zueinander
bewirkt und eine Rückpositionierung
der Blattbogen 14 der Lage 5 zueinander verhindert.
Die gegensinnige Drehrichtung von Ober- und Unterteil 10, 11 unterstützt den
Verschiebevorgang. Das stetige Befördern der Lage 5 durch die
Walzenzange 8 unter einseitiger Fixierung bewirkt das Trennen
der Blattbogen 14 voneinander und das Belüften der
Lage 5. Sie ist nach Ablage im Rüttelautomaten schnell und genau
ausrichtbar.
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Um
Beschädigungen
insbesondere der Blattbogen 14 zu vermeiden, die unmittelbar
am Ober- oder Unterteil 10, 11 anliegen, ist vorgesehen,
dass wenigstens das Unterteil 11 mit einer elastischen
Beschichtung versehen ist, die weicher als die Lage 5 ist.
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Insbesondere
beim Aufbrechen und Belüften von
Lagen 5 kleinen Formats ist es möglich, auf den Einsatz der
Klemmvorrichtung 12 vollständig zu verzichten und Ober-
und/oder Unterteil 10, 11 der der Walzenzange 8 angetrieben
auszubilden. Die Lagen 5 werden mittels Greifereinheit über die
Biegewalze 1 zum Durchgang 7 geführt und
von dort beispielsweise zum Rüttelautomaten 4 gefördert, wobei
es ebenfalls zur Verschiebung und Trennung der Blattbogen 5 kommt.
Das Auflegen auf dem Rütteltisch 15 geschieht
in diesem Fall in aufgefächerter
Form.
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Eine
Kombination beider Vorrichtungen und Verfahren, das heißt, ein
teilweiser Einsatz der Klemmvorrichtung 12 beispielsweise,
um die Lage 5 zur Walzenzange 8 zu fördern, könnte für bestimmte Einsatzfälle auch
vorteilhaft anwendbar sein.
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Selbstverständlich ist
der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auch separat, das heißt, ohne
direkte Anbindung an einen Rüttelautomaten 4, möglich.
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- 1
- Materialstapel,
Papierstapel
- 2
- Hubplattform
- 3
- Vorrichtung
zum Aufbrechen und Belüften
- 4
- Ablegevorrichtung,
Rüttelautomat
- 5
- Lage
- 6
- Führungselement,
Einlaufwalze
- 7
- Durchgang
- 8
- zangenartige
Vorrichtung, Walzenzange
- 9
- Abstecheinheit
- 10
- Oberteil
- 11
- Unterteil
- 12
- Klemmvorrichtung
- 13
- Klemmzange
- 14
- Blattbogen
- 15
- Rütteltisch