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Die vorliegende Erfindung betrifft eine zusätzliche bzw. ergänzende modulare Einheit für eine Fertigungsstraße für Vorformen aus Blattmaterial zur Realisation von Produkten im Bereich der Buchbinderei und der Papierverarbeitung.
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Der Begriff ””Vorformen”” (Italienisch: sbozzati) wird hier im weitesten Sinn verwendet, um sowohl konventionelle rechteckige Blätter als auch Blätter beliebiger Form und Größe und auch Vorformen bzw. Rohlinge einzuschließen, deren Form mehr oder weniger komplex ist, die man zum Beispiel durch vorangehende Stanzvorgänge erhält.
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Ein Beispiel für Bearbeitungsmaschinen von Vorformen besteht aus Falt- und Klebemaschinen, die mit einem Förderer ausgestattet sind, der dazu geeignet ist, einer Folge von ebenen Vorformen entlang einer Transportebene einen Vorschub zu erteilen, und mit einer Vielzahl an Werkzeugen, die entlang der Transportebene angeordnet sind und dazu geeignet sind, Faltvorgänge und Klebevorgänge zu realisieren, um Umschläge, Schachteln, Mappen, Prospekte, usw. herzustellen.
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Das Dokument
EP-A-1 424 191 veranschaulicht eine Falt- und Klebemaschine, bei der die Vorformen durch einen Rollenförderer transportiert werden, der eine Transportebene definiert; die Werkzeuge zur Ausführung der verschiedenen Vorgänge sind durch Stützelemente an die Struktur der Maschine gebunden, die an der Maschinenstruktur an vorbestimmten Stellen befestigt sind, und entfernt und repositioniert werden können, um die Maschine an die unterschiedlichen Arbeitszyklen anzupassen.
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Diese Werkzeuge können zum Beispiel Folgendes umfassen:
- – einfache Werkzeuge zur kontinuierlichen Faltung wie die konventionellen Wendeln (eliche), die verwendet werden, um Faltungen auszuführen, die zur Transportrichtung parallel sind;
- – Werkzeuge zur Ausführung von diskontinuierlichen Vorgängen wie zum Beispiel Klebemaschinen, die einen Klebstoff abgeben, wenn ein Freigabesignal vorliegt;
- – komplexere, sperrigere und schwerere Werkzeuge wie zum Beispiel die Werkzeuge zur taschenförmigen Faltung, die verwendet werden, um Faltungen entlang einer zur Transportrichtung quer liegenden Linie auszuführen, oder die Beladegeräte zum Einfügen anderer Elemente wie zum Beispiel Kennkarten oder CDs oder Warenproben in das realisierte Produkt.
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Die betreffenden Maschinen sind darüber hinaus mit einer programmierbaren Steuereinheit versehen, die den Förderer steuert und geeignete Steuersignale zur Ausführung der gesteuerten Vorgänge generiert. Um die Ausführung der gesteuerten Vorgänge mit dem Vorschub der Blätter entlang des Transportweges zu koordinieren, empfängt die Steuereinheit am Eingang ein Signal von einem dem Förderer zugeordneten Geber und von einem oder mehreren Blattanwesenheitsdetektoren, die sich an geeigneten Stellen entlang der Transportstrecke befinden.
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Es ist offensichtlich, dass die Maschinen der beschriebenen Art, bezüglich der Anzahl der ausführbaren Vorgänge und der Ausmaße der verschiedenen Werkzeuge, die in der Abfolge entlang des Transportweges angeordnet werden können, Grenzen aufweisen. Wenn also die Anzahl der auszuführenden Vorgänge und/oder die Ausmaße der Werkzeuge hoch ist bzw. groß sind, kann es notwendig werden, zwei Maschinen in Reihe zu verwenden.
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Für viele mittlere/kleine Betriebe, die im Bereich der Papier- und Pappenverarbeitung tätig sind, kann die Anschaffung einer zusätzlichen Maschine aus ökonomischer Sicht aber untragbar sein. Schon die Steuereinheit stellt für sich genommen einen nicht unerheblichen Teil der Kosten der ganzen Maschine dar.
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Darüber hinaus sind die Rekonfigurationsvorgänge im Falle von besonders sperrigen und schweren Werkzeugen langwierig und kostspielig.
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Was bezüglich von Falt- und Klebemaschinen beschrieben worden ist, lässt sich auch auf andere, in diesem Bereich gebräuchliche Maschinen übertragen, zum Beispiel auf Rillmaschinen.
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Durch das zuvor Dargelegte ist es offensichtlich, wie stark in diesem Bereich das Bedürfnis nach kostengünstigen Lösungen zur Realisation von zusätzlichen Arbeitsvorgängen ist. Ein weiteres Bedürfnis besteht darin, eine Fertigungsstraße flexibel und kostengünstig realisieren zu können, ohne langwierige und kostspielige Rekonfigurationen der Maschinen ausführen zu müssen.
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Das genannte Ziel wird durch eine ergänzende modulare Einheit nach Anspruch 1 und durch eine Fertigungsstraße nach Anspruch 3 erreicht.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden als nicht einschränkende Beispiele und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, wobei:
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die 1 eine schematische Seitenansicht einer Fertigungsstraße für Vorformen aus Blattmaterial zeigt, die durch eine erfindungsgemäße modulare Einheit gebildet wird, die einer Falt- und Klebemaschine zugeordnet ist;
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die 2 eine schematische Seitenansicht einer Fertigungsstraße für Vorformen aus Blattmaterial zeigt, die durch drei erfindungsgemäße modulare Einheiten gebildet ist, die einer Falt- und Klebemaschine zugeordnet sind;
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die 3 eine schematische Seitenansicht einer Fertigungsstraße für Vorformen aus Blattmaterial zeigt, die durch eine erfindungsgemäße modulare Einheit gebildet wird, die einem kontinuierlichen Friktions-Papiereinleger zugeordnet ist;
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die 4 eine schematische Seitenansicht einer Fertigungsstraße für Vorformen aus Blattmaterial zeigt, die durch eine erfindungsgemäße modulare Einheit gebildet wird, die einem Stapel-Papiereinleger zugeordnet ist; und
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die 5 eine schematische Seitenansicht einer Fertigungsstraße für Vorformen aus Blattmaterial zeigt, die durch eine erfindungsgemäße modulare Einheit gebildet wird, die einer Faltmaschine zugeordnet ist.
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Mit Bezug auf die 1 wird mit 1 die Gesamtheit einer Fertigungsstraße bzw. -linie für Vorformen bzw. Rohlingen 2 aus Blattmaterial bezeichnet.
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Die Straße 1 besteht aus einer Falt- und Klebemaschine 3 und aus einer ergänzenden bzw. zusätzlichen modularen Einheit 4, die untereinander in Reihe angeordnet sind.
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Die Falt- und Klebemaschine
3, die nur schematisch dargestellt ist, kann vom Typ sein, der im Dokument
EP-A-1424191 beschrieben wird, und umfasst im Wesentlichen eine lest stehende Struktur
5, die ein Paar Wangen
6 definiert, Von denen nur eine dargestellt ist, und einen Rollenförderer
7, der zwischen den Wangen
6 angeordnet ist und der eine Vorschubrichtung A definiert, die in einer Transportebene P für die Vorformen
2 liegt.
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Der Förderer 7 umfasst eine Vielzahl an Rollen 8, die an den Wangen 6 gelagert sind, die jeweils zur Transportrichtung A senkrechte Achsen B aufweisen und die entlang dieser Richtung einen gleichbleibenden Abstand voneinander aufweisen.
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Die Rollen 8 werden durch einen gemeinsamen Riemen 9 von einem von der fest stehenden Struktur 5 getragenen elektrischen Motor 10 synchron angetrieben.
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Ein Geber bzw. Encoder 14 ist einer der Rollen 8 zugeordnet, ist mit derselben Rolle durch einen Riemen 15 synchron verbunden und ist dazu geeignet Signale S1 zu generieren, die mit der Winkelstellung der Walzen 8 korrelieren (und daher mit der linearen Position der Vorformen 2 in Transportrichtung A).
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Die Falt- und Klebemaschine 3 umfasst des Weiteren eine Vielzahl an (nicht dargestellten) Werkzeugen, die dazu geeignet sind, an den Wangen 6 des Förderers 7 an vorbestimmten Positionen befestigt zu werden, wie im zuvor genannten Patent beschrieben.
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Die Falt- und Klebemaschine 3 umfasst schließlich eine programmierbare Steuereinheit 16 und eine Schnittstelleneinheit 17, die zweckmäßig aus einem ”touch-screen”-Monitor besteht.
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Durch die genannte Schnittstelleneinheit 17 kann die Steuereinheit 16 derart programmiert werden, dass dadurch die Bewegungsgesetzmäßigkeit des Förderers 7 und die Aktivierung der (nicht dargestellten) Werkzeuge definiert werden können, um gesteuerte Vorgänge auszuführen, zum Beispiel die Abgabe von Klebstoff.
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Dem Förderer 7 sind ein oder mehrere Anwesenheitsdetektoren 18 zugeordnet, die dazu geeignet sind, die Anwesenheit der Vorformen 2 zu erfassen und Signale S2 an die Steuereinheit 16 zu schicken.
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Die ergänzende Einheit 4 weist eine Struktur auf, die der der Falt- und Klebemaschine 3 ähnlich aber kompakter ist.
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Wie die Falt- und Klebemaschine 3 ist auch die ergänzende Einheit 4 mit einer fest stehenden Struktur 19 und mit einem Rollenförderer 20 ausgestattet, der zwischen den jeweiligen Wangen 21 der fest stehenden Struktur 19 angeordnet ist und der eine Verlängerung des Förderers 7 definiert, mit dem er die Transportebene P und die Transportrichtung A teilt.
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Der Förderer 20 umfasst eine Vielzahl an Rollen 24, die jeweils Achsen C aufweisen, die zu den Achsen B parallel sind, senkrecht zur Transportrichtung A sind und die entlang dieser Richtung einen gleichbleibenden Abstand voneinander aufweisen.
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Die Rollen 24 werden mittels eines gemeinsamen Riemens 25 von einem, von der fest stehenden Struktur 19 getragenen, elektrischen Motor 26 synchron angetrieben.
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Die ergänzende Einheit 4 umfasst des Weiteren ein oder mehrere Werkzeuge, die dazu geeignet sind an den Wangen 21 des Förderers 20 auf eine Art an vorbestimmten Positionen befestigt zu werden, die zwar nicht dargestellt ist, aber zum Beispiel der Falt- und Klebemaschine 3 ähnlich ist. Zum Beispiel wird in der 1 ein Klebewerkzeug 27 veranschaulicht, das dazu geeignet ist, als Antwort auf ein Aktivierungssignal, einen Klebstoff auf die Vorformen 2 abzugeben, wie es im Folgenden noch besser beschrieben wird.
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Die ergänzende Einheit 4 ist ebenfalls mit einem Anwesenheitsdetektor 28 versehen, der am Eingang angeordnet ist und der geeignet ist die Anwesenheit der Vorformen 2 zu erfassen.
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Die ergänzende Einheit umfasst schließlich eine vereinfachte Steuereinheit 29, die dazu geeignet ist, als ”Slave”-Einheit mit die Steuereinheit 16 der Falt- und Klebemaschine 3 verbunden zu werden, die dann die ”Master”-Funktion übernimmt, und mit dem Geber 14 der Falt- und Klebemaschine 3 verbunden zu werden.
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Die Steuereinheit 29 ist mit der Steuereinheit 16 durch eine Stromversorgungsleitung 23 verbunden und ist dazu geeignet den Elektromotor 26 als Reaktion auf das vom Geber 14 erhaltene Eingangssignal S1 zu steuern. Die Steuereinheit 16 der Falt- und Klebemaschine 3 ist mit einem Anwesenheitsdetektor 28 verbunden, der am Eingang zur ergänzenden Einheit 4 angeordnet ist und von dem sie Signale S3 erhält, die das Eintreffen der Vorformen identifizieren, und sie ist mit den Werkzeugen verbunden, die dazu geeignet sind, gesteuerte Vorgänge auszuführen, wie der Leimauftrager 27, an den sie mit einer vorbestimmten Verzögerung gegenüber dem Augenblick des Eintreffens der Vorformen Aktivierungssignale S4 schickt, wobei die Verzögerung von der Programmierung des Bearbeitungszyklus' abhängt.
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Die Funktionsweise der Einheit 1 ist wie folgt.
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Die Falt- und Klebemaschine 3 funktioniert auf bekannte Art und Weise; die Steuereinheit 16 steuert den Förderer 7 und die etwaigen Werkzeuge, die dazu geeignet sind, gesteuert Vorgänge auszuführen, auf koordinierte Weise, gemäß dem vom Geber 14 erhaltenen Eingangssignal S1, dem vom Anwesenheitsdetektor 18 erhaltenen Eingangssignal S2 und den gespeicherten Arbeitszyklen.
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Die ergänzende Einheit 4 stellt in jeder Hinsicht eine Art ”Verlängerung” der Falt- und Klebemaschine 3 dar.
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Die Steuereinheit 29 hat den alleinigen Zweck, den Motor 26 derart zu steuern, dass er die Bewegungsgesetzmäßigkeiten des Förderers 7 ”verfolgt”, während die Steuereinheit 16 die Werkzeuge durch Aktivierungssignale S4 als Antwort auf die Eingangssignale S3 aktiviert.
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Auf diese Weise können durch die Verwendung einer einfachen, preiswerten ergänzenden bzw. auxiliären Einheit bzw. Zusatzeinheit 4, durch die Ausschöpfung der Verarbeitungsmöglichkeiten der ”Master”-Steuereinheit 16 und durch die Tatsache, dass der Steuereinheit 29 nur eine Funktion der ”Verfolgung” der Bewegungsgesetzmäßigkeiten überlassen wird, ein oder mehrere zusätzliche Vorgänge ausgeführt werden, als Ergänzung zu denen, die von der Falt- und Klebemaschine 3 ausgeführt werden. Die Steuereinheit 29 kann dadurch besonders einfach und kostengünstig sein.
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Mit Bezug auf die 2 wird, ausgehend von Vorformen aus Blattmaterial, eine Einheit 30 zur Fertigung von CD-Schachteln veranschaulicht. Diese gegenüber der zuvor beschriebenen Straße 1 komplexere Straße umfasst eine Falt- und Klebemaschine 3 und mehrere zusätzliche Einheiten 4a, 4b, 4c, von denen die ersten beiden untereinander in Reihe vor der Falt- und Klebemaschine 3 angeordnet sind, während die dritte Einheit dieser Maschine nachgeordnet ist.
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Zum Beispiel kann die Einheit 4a ein Taschenfalzwerkzeug 31 eines an sich bekannten Typs umfassen. Die Einheit 4b kann ein Werkzeug 32 zur Einfügung von Formen zur Realisierung eines schachtelartigen Behälters (zum Beispiel für CDs) umfassen.
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Die Einheit 4c kann schließlich ein Werkzeug 33 zur Einfügung von CDs umfassen; alternativ könnte das Werkzeug Kennkarten wie Bankkarten, Kundenkarten oder Ähnliches oder aber auch Warenproben (zum Beispiel Shampoo- oder Creme-Pröbchen, usw.) in/auf das Produkt einfügen/kleben.
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Wie beim ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel, sind die Einheiten 4a, 4b und 4c mit zugehörigen Steuereinheiten 29a, 29b, 29c versehen und mit zugehörigen Förderern 20a, 20b, 20c, die von jeweiligen Motoren 26a, 26b, 26c angetrieben werden. Die Steuereinheiten 29a, 29b, 29c empfangen am Eingang ein Signal S1 vom Geber 14 der Falt- und Klebemaschine 3, um die jeweiligen Förderer zu synchronisieren. Die Steuereinheit 16 ist an die etwaigen gesteuerten Werkzeuge angeschlossen, die den Zusatzeinheiten 4a, 4b, 4c zugeordnet sind, denen sie Signale zur Aktivierung der jeweiligen gesteuerten Vorgänge überträgt.
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Die modularen Einheiten 4a, 4b, 4c sind in diesem Fall mit schweren und sperrigen Werkzeugen ausgestattet, deren Einbringung in die Falt- und Klebemaschine 3 komplex und kospielig wäre.
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Diese Werkzeuge können daher permanent im montierten Zustand in den jeweiligen Einheiten 4a, 4b, 4c gehalten werden, die, bei Bedarf, flexibel und modular in Kombination mit einer Falt- und Klebemaschine 3 oder mit anderen Maschinen konventionellen Typs verwendet werden können.
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Auf diese Art werden die Rekonfigurationszeiten der Straße deutlich verkürzt und die Rekonfiguration selbst wird insofern auch müheloser, dass man die Demontage und die darauffolgende Montage der einzelnen Werkzeuge vermeiden kann und es genügt, die zusätzlichen Module in einer geeigneten Abfolge und Anordnung entlang der Straße anzuordnen.
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In 3 ist eine sehr einfache Straße 40 veranschaulicht, die aus Friktions-Papiereinleger 41 und aus einer zusätzlichen Einheit 4 besteht.
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Der vom Typ her an sich bekannte und daher im Detail nicht beschriebene Papiereinleger 41 umfasst ein Förderband 42, das dazu geeignet ist, nacheinander Vorformen 2 aus einem Stapel 43 zu entnehmen. Der Papiereinleger 41 ist mit einem Geber 14 versehen, der dem Förderband 42 zugeordnet ist, und mit einer ”Master”-Steuereinheit 44, und ist dazu geeignet, am Ausgang eine geordnete Abfolge von Vorformen 2 abzugeben, die in der zusätzlichen Einheit 4 einem oder mehreren Vorgängen unterworfen werden. Die zuletzt genannte ist mit der beschriebenen Einheit 4 nach 1 vollständig identisch und wird hier daher nicht weiter beschrieben.
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Auch in diesem Fall empfängt die Steuereinheit 29 der zusätzlichen Einheit 4 Signale vom Geber 14 des Papiereinlegers 41 und steuert den Motor 26 derart, dass der Förderer 20 die Gesetzmäßigkeiten der Bewegung des Förderbandes 42 nachbildet.
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Die ”Master”-Steuereinheit 44 steuert, wie schon zuvor beschrieben, die zusätzlichen Vorgänge, die von der Einheit 4 ausgeführt werden.
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4 veranschaulicht eine Straße 50, die der zuvor beschriebenen Straße 40 sehr ähnlich ist, in der jedoch ein Stapel-Papiereinleger 51 konventionellen Typs anstelle des kontinuierlichen Friktions-Papiereinlegers 41 eingesetzt wird.
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Auch in diesem Fall agiert die Steuereinheit 52 des Papiereinlegers 51 als ”Master”, während die Steuereinheit 53 der zusätzlichen Einheit 4 als ”Slave” agiert.
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5 veranschaulicht eine Straße 60, die aus einer Faltmaschine 61 und aus einer zusätzlichen Einheit 4 der zuvor beschriebenen Art besteht, die untereinander in Reihe angeordnet sind.
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Die Faltmaschine 61 umfasst einen Stapel-Papiereinleger 62 und eine Taschenfalz-Station 63.
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Die Steuereinheit 64 der Faltmaschine 61 agiert als ”Master”, während die Steuereinheit 53 der zusätzlichen Einheit 4 als ”Slave” agiert.
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Mit Bezug auf die Lösungen der 3, 4 und 5 kann man beobachten, wie die zusätzliche Einheit 4 es erlaubt, in Kombination mit einem einfachen Papiereinleger oder mit einer Faltmaschine konventionellen Typs, zusätzliche Vorgänge vorzunehmen, die normalerweise eine Falt- und Klebemaschine erfordern würden.
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Aus einer Betrachtung der Eigenschaften der zusätzlichen Einheiten 4 und der Einheiten 1, 30, 40, 50 und 60 sind die Vorteile der vorliegenden Erfindung klar ersichtlich.
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Insbesondere erlauben es die zusätzlichen Einheiten 4, zusätzliche Vorgänge mit verminderten Investitionskosten auszuführen, sie erlauben es, die Rekonfiguration von schweren und sperrigen Gruppen zu verhindern und sie erlauben es, die Fertigungsstraße auf schnelle und problemlose Art zu rekonfigurieren, indem eine oder mehrere zusätzliche Einheiten mit einer Maschine konventionellen Typs, die ein einfacher Papiereinleger oder eine komplexere Maschine sein kann, flexibel kombiniert werden.
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Schließlich ist klar, dass an den zusätzlichen Einheiten 4 und auch den Straßen 1, 30, 40, 50 und 60 Veränderungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne deshalb den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich zu verlassen.
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Insbesondere kann das Referenzsignal S1 von der Steuereinheit 16, 44, 52, 64 der Master-Maschine an die Steuereinheit 29 der zusätzlichen Einheit 4 geschickt werden, wodurch eine direkte Verbindung der Steuereinheit 29 mit dem Geber 14 vermieden wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1424191 A [0004, 0021]
