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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stapeln von Bogen mit
- - einer Zuführanordnung für Bogen
- - einer Sternradbaugruppe mit mehreren um eine Rotationsachse radial angeordneten Fächern für Bogen
- - einer zumindest teilweise innerhalb der Sternradbaugruppe angeordneten Barriere für die Bogen
- - wenigstens einer auf einem geschlossenen Bewegungspfad geführten Trägeranordnung, geeignet für die Aufnahme der aus den Fächern der Sternradanordnung austretenden Bogen und
- - einer Abtransportvorrichtung für auf der Trägeranordnung gebildeten Bogenstapel.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Stapeln von Bogen wobei
- - kontinuierlich Bogen mit einer Zuführanordnung zugeführt werden
- - jeweils ein Bogen in ein Fach einer um eine Rotationsachse drehenden Sternradbaugruppe eingeleitet wird
- - jeder Bogen an einer zumindest teilweise innerhalb der Sternradbaugruppe angeordneten Barriere abgebremst wird
- - der abgebremst Bogen aus der Sternradbaugruppe ausgeleitet wird
- - jeder Bogen auf einer auf einem geschlossenen Bewegungspfad geführten Trägeranordnung zu Stapeln abgelegt wird, und
- - mit Hilfe der Trägeranordnung der Bogenstapel zu einer Abtransportvorrichtung verbracht wird.
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Unter dem Begriff „Bogen“ sind im Rahmen der Erfindung unterschiedliche Einzellagen verschiedener Materialen zu verstehen, die auch bereits gefaltet sein können. Die Erfindung wird im Folgenden anhand des Beispiels einer Serviettenproduktionsmaschine beschrieben, soll aber nicht auf eine solche Anlage beschränkt sein. Vielmehr wäre die Erfindung auch auf andere kontinuierlich zugeführte und schließlich übereinander angeordnete Einzellagen von geschnittenen Bogen, so zum Beispiel Einzellagen von Hygienetüchern, Taschentüchern, Platzdecken oder Wischtüchern, insbesondere aus Papier, Zellulose, textilen Materialien oder Vlies, die wahlweise geprägt oder ungeprägt und/oder wahlweise bedruckt oder unbedruckt sein können, anwendbar.
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Unter einer „Sternradbaugruppe“ ist eine rotierbare Anordnung von strahlenförmig um eine Rotationswelle angeordnete Tragelemente, im Folgenden Stütze genannt, für einen Bogen zu verstehen. Zwischen den strahlenförmig angeordneten Stützen sind die einzelnen „Fächer“ gebildet, also quasi jeweils ein Kompartiment für einen Bogen in Umfangsrichtung neben dem nächsten. Von diesen Sternrädern können in der Sternradbaugruppe auch mehrere mit axialem Abstand zueinander, aber mit gleicher Rotationsachse vorgesehen sein. Der Zwischenraum wird beispielsweise für einen Anschlag für die Bögen, im Folgenden Barriere genannt, genutzt. Die Stützen sind häufig gekrümmt, was das Ein- und Ausfädeln der Bögen erleichtert.
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Als „Zuführanordnung“ sind alle möglichen Transportvorrichtungen zum Einfädeln der Bögen in die Fächer bezeichnet. Hier kommen in bekannter Weise Transportzylinder, beispielsweise ein Saugzylinder oder ein Greiferzylinder oder aber auch ein Transportband in Frage.
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Als „Abtransportvorrichtung“ wird in der Regel eine Vorrichtung verwendet, die mehrere im Abstand zueinander umlaufende Tragbänder aufweist. Die Erfindung soll aber nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt sein.
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Schließlich sei unter der „Trägeranordnung“ ein Element oder mehrere Elemente zu verstehen, auf die die aus der Sternradbaugruppe wieder austretenden Bogen bis zu einer gewünschten Höhe oder Anzahl gestapelt werden und mit der dieser Stapel anschließend zu der Abtransportvorrichtung gebracht werden kann.
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Eine derartige Vorrichtung ist dem Fachmann bekannt. Ein naheliegender Stand der Technik wird durch die
DE 34 20 336 A1 gebildet. In der beschriebenen Blattablagevorrichtung werden zugeführte Blätter bereits in einem umlaufenden Flügelrad gehalten und auf einem Stapel abgelegt. Eine auf gleicher Drehachse umlaufende Trenneinheit kann ausweichend radial verschoben werden.
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Ein weiterer naheliegender Stand der Technik wird durch die
EP 1 421 021 B1 gebildet. Die Bogen müssen in der bekannten Bauweise auf sich in ihren Bewegungsabläufen in komplizierter Ausgestaltung „kreuzenden“ Trägeranordnungen, in der
EP 1 421 021 B1 „Seperatorfinger“ genannt, zunächst auf einer ersten Trägeranordnung und abwechselnd auf einer zweiten Trägeranordnung gestapelt werden, bevor sie der Abtransportvorrichtung zugeführt werden können. Dabei ist es nicht unproblematisch, die Trägeranordnungen in die Kontur der Sternradbaugruppe hineinzufahren, um die Bogen aus den Fächern aufzunehmen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Bewegungsabläufe in einer Vorrichtung zum Stapeln von zugeführten Bogen und somit auch das Verfahren zu vereinfachen.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass für die wenigstens eine Trägeranordnung lediglich ein gleichbleibender, umlaufender Bewegungspfad vorgesehen ist, wobei die wenigstens eine Trägeranordnung auf ihrem gesamten Umlauf außerhalb der Kontur der Sternradbaugruppe verbleibt.
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Dadurch, dass die Trägeranordnung nicht wie bislang, auch nicht in Form von Seperatorfingern, in die Kontur oder den Umriss der Sternradbaugruppe eintauchen muss, wird die Wegprogrammierung der Trägeranordnung deutlich vereinfacht. Die Erfinder haben erkannt, dass der Ausstoßvorgang eines Bogens aus der Sternradbaugruppe beim Anschlag des Bogens an der Barriere und Weiterdrehen der Sternradbaugruppe durchaus auch auf einer Trägeranordnung in stapelnder Weise aufgefangen werden kann, wenn sich die Auflagefläche auf der Trägeranordnung nicht zumindest teilweise innerhalb des Radius' der Sternradbaugruppe befindet. Die Trägeranordnung wird dabei in einer einfachen Führungsbahn geführt. Hier reicht es beispielsweise, wenn ein verdrehgesicherter Zapfen in einem in einer Führung verfahrbaren Kulissenstein gelagert ist.
Dadurch, dass die Trägeranordnung nicht in die die Sternradbaugruppe hineinfahren muss, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass auch die Fächer entsprechend schmaler gestaltet werden können. Das hat zur Folge, dass man entweder für den gleichen Ausstoß an Bogen die Drehzahl verringern kann oder bei gleicher Drehzahl eine beschleunigte Stapelbildung erhält.
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Vorzugsweise sind wenigstens zwei Trägeranordnungen innerhalb des einen geschlossenen Bewegungspfades angeordnet.
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Das erlaubt einen schnelleren Wechsel der Trägeranordnungen in eine Auffangposition für die aus der Sternradbaugruppe ausgeworfenen Bogen. Während sich eine Trägeranordnung in der Auffangposition befindet, ist die andere Trägeranordnung, auf der sich bereits ein gewünschter Stapel von Bogen abgelegt hat, in der Lage, den Stapel an die Abtransportvorrichtung abzugeben und in eine Bereitschaftsposition für den Wechsel in die Auffangposition zu verfahren. Jede der wenigstens zwei Trägeranordnungen übernimmt dabei also jeweils allein den kompletten Vorgang von der Stapelbildung ab dem ersten Bogen bis zur Abgabe an eine Abtransportvorrichtung. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die Auffangposition mit wachsendem Bogenstapel leicht verschieben kann.
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Dazu ist es bevorzugt, wenn jede Trägeranordnung unabhängig von einer anderen Trägeranordnung entlang des geschlossenen Bewegungspfades bewegbar ist.
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Diese Steuerungsmöglichkeit der Trägeranordnungen erlaubt es, dass eine in einer Auffangposition verharren kann, während sich eine andere Trägeranordnung bereits zu einer Bereitschaftsposition bewegt.
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Es ist von besonderem Vorteil, wenn eine Auffangkante der Trägeranordnung von einer Bereitschaftsposition in eine Auffangposition entlang eines Teilumfangs der Sternradbaugruppe bewegbar ist.
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Dadurch ist die Funktionssicherheit der Aufnahme der Bogen auf die Trägeranordnung erhöht, denn selbst die ersten Millimeter des ersten Bogens eines neuen Stapels sind sofort bei seinem Austritt aus der Sternradbaugruppe auf der Trägeranordnung abgelegt. Als Auffangkante wird also die Stelle an der Trägeranordnung bezeichnet, die als erstes Kontakt mit einem aus der Sternbaugruppe austretenden Bogen erfährt. Die zeitlich vorangehende Trägeranordnung, die den letzten Stapel aufgenommen hat, kann sich zur Abtransportvorrichtung bewegen, ohne dass Gefahr besteht, dass die zeitlich nachfolgende Trägeranordnung den Austritt des ersten Bogens aus der Sternradanordnung verfehlt. Um die Berührung mit der Sternradbaugruppe zu vermeiden, wird bevorzugt ein Abstand der Auffangkante auf dem Kreisbogen von etwa 0,5 bis 3 mm zur Kontur der Sternradbaugruppe, insbesondere den Fächeröffnungen, eingehalten.
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Bevorzugt ist die Auffangkante in der Bereitschaftsposition der Trägeranordnung an einer Stelle, wo die Länge von dem radial äußersten Punkt einer den Bogen tragenden Stütze eines Fachs bis zur Barriere im Wesentlichen einer Abmessung des Bogens entspricht.
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Solange eine zeitlich vorangehende Trägeranordnung Bogen für Bogen aufnimmt, bis der Stapel die gewünschte Höhe hat, gibt es an der in Bereitschaftsposition wartenden Auffangkante der nachfolgenden Trägeranordnung noch keinen Überstand des Bogens aus der Sternradbaugruppe bzw. einem Fach heraus. Erst wenn sich die vorangehende Trägeranordnung entfernt und die nachfolgende Trägeranordnung auf einer Kreisbahn in die Auffangposition verfährt, werden die Bogen von Anfang des Austritts an aufgenommen. Mit dem Begriff „Länge“ ist hier selbstverständlich auch die gekrümmte Länge gemeint, sofern die Stütze gekrümmt ist.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeit der Auffangkante der Trägeranordnung von der Bereitschaftsposition in die Auffangposition etwa den gleichen Betrag aufweist wie die Umfangsgeschwindigkeit der Sternradbaugruppe.
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Auf diese Weise ist eine besonders sichere Synchronisation gewährleistet. Jeder erste an der Barriere abstützende und aufgrund der Drehung der Sternradbaugruppe aus derselben austretende, einen neuen Stapel bildender Bogen, wird ohne große Fallhöhe auf der Trägeranordnung abgelegt.
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Vorzugsweise ist die Trägeranordnung auf dem gesamten geschlossenen Bewegungspfad nicht kippbar.
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Auch so wird die Kinematik der Vorrichtung deutlich vereinfacht. Hinzu kommt der Vorteil, dass die Auffangkante in eine immer waagrechte Lagerfläche der Trägeranordnung übergeht und immer in Richtung Sternradbaugruppe ausgerichtet ist. Jeder Bogen und jeder Stapel auf einer Trägeranordnung ruht in stabiler Lage.
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Mit Vorteil weist die Trägeranordnung wenigstens eine Aussparung auf, die der Breite eines umlaufenden Tragbandes der Abtransportvorrichtung angepasst ist.
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Das hat nämlich den Vorteil, dass sich die Trägeranordnung zwischen beispielsweise zwei Tragbändern der Abtransportvorrichtung eintauchen kann und auf diese Weise den gebildeten Bogenstapel besonders einfach zum Abtransport (beispielsweise zu Verpackungsmaschinen) auf die Transportbänder legen kann.
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In Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und insbesondere dadurch gelöst, dass sich alle Trägeranordnungen auf dem einen geschlossenen Bewegungspfad außerhalb der Sternradbaugruppe bewegen.
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Diese Bewegungsabläufe sind leicht steuerbar und vereinfachen die Kinematik zum Stapeln von Bogen erheblich.
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Bevorzugt wird eine Auffangkante jeder Trägeranordnung auf einem Teil des geschlossenen Pfades auf einem Kreisabschnitt mit konstantem Radius zur Rotationsachse der Sternradbaugruppe geführt.
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Dadurch ist die Nähe einer Auffangkante in unmittelbarer Nähe zur Sternradbaugruppe realisierbar, wenn der Übergang der Trägeranordnung von der Bereitschaftsposition zur Auffangposition erfolgt.
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Vorzugsweise wird eine Auffangkante jeder Trägeranordnung über den Kreisabschnitt mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie der der rotierenden Sternradbaugruppe bewegt.
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Die Trägeranordnung bleibt auf diese Weise mit ihrer Auffangkante immer in unmittelbarer Nähe des Fachs, aus dem der erste Bogen für einen neuen Stapel austritt.
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Zur Vereinfachung der kinematischen Abläufe wird die Trägeranordnung während des gesamten Umlaufs auf dem Bewegungspfad weder gekippt noch gedreht.
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Mit Vorteil ist dafür gesorgt, wenn die Bewegungsgeschwindigkeiten jeder einzelnen Trägeranordnung auf dem einen Bewegungspfad separat angesteuert oder geregelt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigt
- 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit unterschiedlichen Positionen der Trägeranordnung,
- 2 einen Bewegungsablauf der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Trägeranordnungen in sechs aufeinanderfolgenden Schritten.
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1 zeigt die Vorrichtung 1 zum Stapeln von Bogen 2. Als Bogen werden im Zusammenhang mit der Erfindung einzelne Lagen verschiedener Materialen verstanden, die auch bereits gefaltet sein können. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Stapelvorrichtung beispielsweise für Servietten.
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Auf der rechten Seite erkennt man eine Zuführanordnung 3, die einen Transportzylinder mit Klemmelementen 14 und ein aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestelltes Transportband für Bogen 2. Die Bogen werden einzeln und kontinuierlich über den Scheitel des Zylinders zu einer rotierenden Sternradbaugruppe 5 geleitet und in dieser in die einzelnen Fächer 6 befördert. Dort werden die Bogen durch strahlenförmig angeordnete Stützen 9 gehalten, die als Stäbe oder Bleche mit größerer Breite ausgeführt sein können und häufig gekrümmt sind. Die Sternradbaugruppe kann beispielsweise aus mehreren Sternrädern gebildet sein, die unter Bildung von Zwischenräumen koaxial sich um die gemeinsame Rotationsachse 7 drehen. In 1 sind einzelne Sternräder hintereinander in die Blattebene hinein angeordnet.
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In den Zwischenraum oder in die Zwischenräume greifen eine oder mehrere Barrieren 8, die in dem Ausführungsbeispiel durch ein senkrecht angeordnetes Blech gebildet ist. Wenn die Sternradbaugruppe in 1 im Uhrzeigersinn dreht, stößt eine Kante eines Bogens 2 gegen die Barriere 8 und wir dort abgebremst. Da sich die Sternradbaugruppe aber vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit weiter dreht, wird der Bogen auf diese Weise wieder aus dem Fach 6 herausgeleitet. Dieser Bogen und folgende legen sich in der 1 auf eine Trägerkonstruktion 11.1 ab und bildet dort mit der Zeit einen Stapel 18 mit den aus den nachfolgenden Fächern 6 austretenden Bogen 2. Die Trägerkonstruktion 11.1 befindet sich demnach zu diesem Zeitpunkt in einer Auffangposition 22, wobei diese Auffangposition sich mit wachsendem Stapel 18 leicht nach unten verlagert.
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Insgesamt bewegt sich die Trägerkonstruktion 11.1 aber auf einem umlaufenden Bewegungspfad 10, der durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Dazu besitzt die Trägerkonstruktion 11.1 einen Zapfen 19, der in nicht dargestellter Weise verdrehgesichert in eine nicht dargestellte Kulissenführung eingreift.
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Für die Erfindung ist es nützlich, wenn noch wenigstens eine zweite Trägeranordnung 11.2 auf dem gleichen Bewegungspfad 10 umläuft. Diese befindet sich zum Zeitpunkt der Darstellung in 1 beispielsweise in einer Bereitschaftsposition 21 mit einer Auffangkante nahe am Umfang der Sternradbaugruppe 5.
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In dem Augenblick, wo der Stapel 18 die gewünschte Höhe erreicht hat, senkt sich die Trägerkonstruktion 11.1 ab, um mit einer entsprechenden Aussparung 13 zwischen umlaufenden Tragbändern 17 einer Abtransportvorrichtung 4, die über Umlenkrollen 16 geführt sind, einzutauchen und den Stapel 18 somit auf wenigstens einem Tragband 17 abzulegen, damit er beispielsweise zu einer Verpackungsstation abtransportiert werden kann. In diesem Augenblick befindet sich eine Trägerkonstruktion in einer Übergabeposition 23.
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Es sind zur Veranschaulichung des umlaufenden Bewegungspfades mehrere Trägeranordnungen 11.1, 11.2 in verschiedenen Positionen dargestellt. Das heißt jedoch nicht, dass es genauso viele Trägeranordnungen 11.1, 11.2 bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhanden sein müssen. Um die Erfindung in gut funktionierender Ausführung zu bauen, genügen zwei Trägereinrichtungen 11.1, 11.2, theoretisch wäre sogar eine ausreichend.
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Mehrere Positionen für die Trägeranordnung 11.1, 11.2 sind in dem Übergang von der Bereitschaftsposition 21 in die Auffangposition 22 gezeichnet. Man erkennt, dass die Auffangkante 12 der Trägeranordnung 11.1, 11.2 sich unmittelbar an der Kontur 20 der Sternradbaugruppe 5 über einen Kreisabschnitt 15 (in 1 gestrichelt dargestellt) bewegt. Die Kontur wird in diesem Ausführungsbeispiel durch den Umfang des Kreises gebildet, der durch die Fächer beim Umlauf überstrichen wird. Die Bewegung der Trägeranordnung 11.2 wird eingeleitet, sobald die Trägeranordnung 11.1 beabsichtigt, einen Stapel 18 zur Abtransportvorrichtung 4 wegzubringen. Die Bewegung der Auffangkante 12 der Trägeranordnung 11.2 an der Kontur der Sternradbaugruppe hat den Vorteil, dass der nächste abzulegende Bogen 2 bereits mit seinem ersten aus dem Fach 6 austretenden Zipfel sicher auf der Trägeranordnung 11.2 abgelegt wird. Dies geschieht parallel zu der Bewegung der Trägeranordnung von der Bereitschaftsposition 21 in die Auffangposition 22.
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Um die Bewegungsabläufe noch besser zu verdeutlichen, ist die 2 vorgesehen. Die verschiedenen Ablaufzeitpunkte sind einfach von 1 bis 6 durchnummeriert. Die Vorrichtung 1 besitzt in diesem Beispiel zwei Trägeranordnungen 11.1 und 11.2., die auf dem Bewegungspfad 10 umlaufen. Im Grunde ist in der 2 die 1 zu verschiedenen Zeitpunkten noch einmal verkleinert dargestellt. Nacheinander werden sie mit Hilfe der Sternradanordnung mit einem Bogenstapel 18 versehen, den sie im Laufe des Umlaufs an die Abtransportvorrichtung abgeben. Sobald eine Trägeranordnung 11.1 mit der gewünschten Zahl an Bogen 2 aus der Sternradanordnung 5 versorgt ist, setzt sich die wartende zweite Trägeranordnung 11.2 in auf einer Kreisbahn um die Kontur der Sternradbaugruppe 5 in Bewegung (siehe Übergang von Zeitpunkt 1 zu Zeitpunkt 2). Die zweite Trägeranordnung 11.2 nimmt dann den Platz der Trägeranordnung ein, bis auch sie mit einem Stapel 18 versorgt ist, den sie anschließend an die Abtransportvorrichtung abgibt (Zeitpunkt 4), um danach schließlich in die Bereitschaftsposition zu fahren (Zeitpunkt 6). Sobald diese Position erreicht ist, beginnt der gesamte Kreislauf erneut, nur dass die Trägeranordnung 1.1 und die zweiter Trägeranordnung 11.2 die Plätze getauscht haben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zum Stapeln von zugeführten Bogen
- 2
- Bogen
- 3
- Zuführanordnung
- 4
- Abtransportvorrichtung
- 5
- Sternradbaugruppe
- 6
- Fach
- 7
- Rotationsachse
- 8
- Barriere
- 9
- Stütze
- 10
- Bewegungspfad
- 11.1, 11.2
- Trägeranordnung
- 12
- Auffangkante
- 13
- Aussparung
- 14
- Transportzylinder
- 15
- Kreisabschnitt des Bewegungspfades
- 16
- Umlenkrolle
- 17
- umlaufendes Tragband
- 18
- Stapel
- 19
- Zapfen
- 20
- Kontur
- 21
- Bereitschaftsposition
- 22
- Auffangposition
- 23
- Übergabeposition
