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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 vertikal verfahrbaren walzenartigen 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 beispielsweise 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 nach unten 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 nach unten 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 An trieb 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 Ablegevorrichtung 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 Hubplattform 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 vom 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 Führungselement 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 zueinander 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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Bezugszeichenliste
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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