DE102021123102A1

DE102021123102A1 - Wendevorrichtung zum automatisierten Wenden von Gegenständen

Info

Publication number: DE102021123102A1
Application number: DE102021123102.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Golbik
Original assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Current assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-03-09
Also published as: WO2023036533A1

Abstract

Wendevorrichtung insbesondere für bogen- oder tafelförmige Gegenstände mit einer um ihre Querachse schwenkbaren Transporteinrichtung mit alternierend angetriebenen endlos umlaufenden Transportelementen und mit einer ortsfesten Zuführeinrichtung und einer ortfesten Ausfuhreinrichtung jeweils mit endlos umlaufenden in einer gleichbleibenden Richtung angetriebenen Transportelementen, wobei die Transportelemente der schwenkbaren Transporteinrichtung und die Transportelemente der Zuführ- und der Ausfuhreinrichtung einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wendevorrichtung zum automatisierten Wenden von Gegenständen, insbesondere von bogen- oder tafelförmigen Erzeugnissen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Verarbeitung von Materialbogen oder Tafeln ist es häufig erforderlich, diese einzeln oder als Stapel zu wenden. Die DE102013101148A1 schlägt eine Vorrichtung vor, welche zwei derart einander gegenüberliegende Rollenbahnen aufweist, dass diese geeignet sind, das zu wendende Erzeugnis klemmend zu halten. Die beiden Rollenbahnen sind gemeinsam um eine quer zur Transportrichtung orientierte Achse drehbar gelagert. Jeder Rollenbahn ist ein separater Antrieb zugeordnet, welcher gemeinsam mit der jeweiligen Rollenbahn in der Dreheinrichtung aufgenommen ist. Die Versorgung der beiden Motore erfolgt über Schleifringe.
Um Torsionen der Rollenbahnen zu vermeiden und höhere Wendegeschwindigkeiten zu ermöglichen, wird die Drehbewegung beidseitig der Rollenbahnen von einem gemeinsamen Antrieb kommend eingeleitet.
Die Transportrichtung der Wendevorrichtung beim Beschicken und beim Ausfahren ist identisch. Damit ist es aufgrund der Drehung der Rollenbahnen um eine Querachse erforderlich, die Transportrichtung der Rollenbahnen bei jedem Wendevorgang umzukehren.
Der Einsatz mehrerer regelbarer Antriebe liefert ein hohes Maß an Flexibilität. Für einfache Wendeaufgaben ist diese Flexibilität häufig nicht erforderlich. Die Kosten für die Vielzahl an Antrieben sind damit unnötig hoch.
Für einen schonenden Transport ist es erforderlich, die Transporteinrichtung der Wendevorrichtung mit der zuführenden und der ausführenden Transporteinrichtung zu synchronisieren. Diese Synchronisierung erfolgt über die Software der Regler und führt insbesondere bei instationärem Betrieb häufig zu Fehlern. Entsprechend aufwendig sind auch die Pflege und die Anpassung an individuelle Konstellationen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur > Verfügung zu stellen, welche wenigstens einen der genannten Nachteile auf technisch einfache Weise mit kostengünstigen Mitteln überwindet.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Anschließend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren zeigen:

1 in perspektivischer Darstellung einen Abschnitt einer Anlage zum Beziehen und Spiegeln von Buchdecken, Spielebrettern u.ä.;
2 eine schematische Darstellung einer Wendevorrichtung;
3 in schematischer Darstellung die Transporteinrichtungen der Wendevorrichtung;
4 ein Getriebe zum Antreiben von Transportelementen einer Wendevorrichtung;
5 in schematischer Darstellung Koppeltriebe zum Antreiben von Transportelementen einer Wendevorrichtung.

In 1 ist ein Ausschnitt einer Anlage zum Beziehen und Spiegeln von Buch- und Schachteldecken, Spielebrettern und ähnlichen Erzeugnissen gezeigt. Dabei ist eine Wendevorrichtung 2 in einer Inline-Konfiguration zwischen einer vorangehenden Deckenmaschine 1 und einer nachgehenden Spiegelmaschine 3 angeordnet. Ein einfaches Transportband überführt die bezogenen und eingeschlagenen Decken 4 von der Ausfuhr der Deckenmaschine 1 in die Zuführeinrichtung 30 der Wendevorrichtung 2. Die Decken 4 durchlaufen einzeln die Wendevorrichtung 2 in der Transportrichtung 2000 der nachgeordneten Spiegelmaschine 3, wobei sie um eine quer zu dieser Transportrichtung 2000 orientierte Achse 1000 gewendet werden.
Die Wendevorrichtung 2 besteht im wesentlichen aus der eigentlichen Wendeeinrichtung 20 mit einer das zu wendende Produkt 4 klemmenden Transporteinrichtung 21. Eine vorangestellte Zuführeinrichtung 30 und eine nachfolgende Ausfuhreinrichtung 40 sorgen für die Produktübergabe an die Wendeeinrichtung 20 bzw. von der Wendeeinrichtung 20. Die Zuführeinrichtung 30 und die Ausfuhreinrichtung 40 können dabei wie in 2 gezeigt der Wendevorrichtung 2 zugeordnet sein oder aber den der Wendevorrichtung 2 benachbarten Vorrichtungen.
Die Zuführeinrichtung 30 weist ein Paar zueinander paralleler Walzen 32, 35 auf, welche quer zu der Transportrichtung 2000 der Wendevorrichtung orientiert sind. Die Transportebene 2001 verläuft dabei wie in 3 dargestellt zwischen den beiden Walzen 32, 35. Der Abstand der Walzen 32, 35 zueinander ist durch die Dicke der zu wendenden Decken 4 vorbestimmt. Die unterhalb der Transportebene angeordnete Walze 32 ist angetrieben. Die obere Walze 35 ist frei mitlaufend gestaltet. Alternativ können auch beide korrespondierenden Walzen 32, 35 gemeinsam angetrieben sein. Alternativ zu den Walzen 32, 35 können auch Rollen oder andere Transportmittel eingesetzt werden.
Die Ausfuhreinrichtung 40 ist analog der Zuführeinrichtung 30 aufgebaut. In 2 ist der Antrieb der unteren Walzen 32, 43 der Zuführeinrichtung 30 und der Ausfuhreinrichtung 40 mit einem gemeinsamen Zugmittel gezeigt. Vorhandene Umlenkelemente und Spannelemente sind nicht dargestellt. Der gemeinsame Antrieb 24 weist einen steuerbaren Motor auf. Um die Transportgeschwindigkeit steuern oder regeln zu können, ist der Motor mit einer Steuerung 5 verbunden. Diese Steuerung 5 kann in einer Maschinensteuerung oder der Anlagensteuerung integriert sein.
Die Wendeeinrichtung 20 besteht aus einem Rahmen 22, in welchem eine Transporteinrichtung 21 angeordnet ist. Der Rahmen 22 ist um eine quer zu der Transportrichtung 2000 orientierte Achse 1000 drehbar in einem nicht dargestellten Maschinengestell angebracht. Je Wendevorgang wird der Rahmen 22 mit der Transporteinrichtung 21 um jeweils 180° geschwenkt. Vorteilhaft ist es, wechselweise in positiver und in negativer Richtung zu schwenken. Auf diese Weise ist eine Anbindung zusätzlicher Aktuatoren oder Geber ohne aufwendige Drehführungen möglich. Geschwenkt wird der Rahmen mittels eines steuerbaren Antriebs 23, welcher mit einer Steuerung 5 kommuniziert. Diese Steuerung 5 kann Teil der Maschinensteuerung oder einer übergeordneten Anlagensteuerung sein.
Die schwenkbare Transporteinrichtung 21 besteht aus beidseitig der Transportebene angeordneten Transportelementen, welche die zu wendende Decke 4 klemmen. In 2 und in 3 ist dazu die Transporteinrichtung 21 aus einem unteren Transportriemen 210 und einem korrespondierenden oberen Transportriemen 211 gebildet. Statt Riemenpaaren können auch nicht dargestellte Rollenbahnen oder andersartige Transporteinrichtungen eingesetzt werden.
Die hauptsächliche Transportrichtung 2000 der Wendevorrichtung bleibt unveränderlich, während die Transporteinrichtung 21 der Wendeeinrichtung 20 mit jedem Wendevorgang um 180° schwenkt. Damit ändert sich die auf den Rahmen 22 bzw. die Transporteinrichtung 21 bezogene Transportrichtung 2101, 2102 der Transporteinrichtung 21 mit jedem Wendevorgang.
Für eine störungsfreie Übergabe der Decken 4 von der Zuführeinrichtung 30 in die Wendeeinrichtung 20 und von der Wendeeinrichtung 20 in die Ausfuhreinrichtung 40 ist es üblich, deren Antriebe miteinander zu synchronisieren. Dieser Aufwand und mögliche Fehlerquellen durch mehrere Antriebe und deren Synchronisierung wird durch einen gemeinsamen Antrieb 24 reduziert. Um bei alternierender Transportrichtung 2101, 2102 der schwenkenden Transporteinrichtung und gleichbleibender Transportrichtung 2000 der ortsfesten Zuführeinrichtung 30 und Ausfuhreinrichtung 40 eine permanente Antriebskopplung dieser Transporteinrichtungen 21, 30, 40 zu ermöglichen, wird das in 4 gezeigte Getriebe 50 vorgeschlagen.
Dazu sind zwei zueinander parallele Wellen 51, 52 vorgesehen. Jede dieser beiden Wellen 51, 52 trägt jeweils ein Stirnrad. Die beiden Stirnräder kämmen derart, dass sie eine Antriebsverbindung 54 der beiden Wellen 51, 52 bilden. Die Wellen drehen damit in gegensätzlicher Richtung zueinander. Alternativ zu diesem einstufigen Stirnradgetriebe 54 kann jedes die Drehrichtung umkehrendes Getriebe bekannter Art eingesetzt werden. Jede der beiden Wellen 51, 52 trägt außerdem jeweils eine Riemenscheibe 531, wobei beide Riemenscheiben 531 von einem gemeinsamen Riemen 532 antriebswirksam umschlungen sind. Alternativ zu diesem Riementrieb 53 kann ein beliebiges die Drehrichtung beibehaltendes Getriebe bekannter Art eingesetzt werden.
Um die Verspannung der beiden Wellen 51, 52 miteinander aufzulösen sind die beiden Riemenscheiben 531 jeweils über einen Freilauf 55, 56 auf der jeweiligen Welle 51, 52 angebracht. So wird von der Riemenscheibe 531 auf die jeweilige Welle 51, 52 in nur einer Richtung das Drehmoment übertragen, während in der Freilaufrichtung 5501,5602 eine Relativbewegung zwischen Riemenscheibe 531 und zugehöriger Welle 51, 52 stattfindet.
Beispielhaft dient der gemeinsame Riemen 532 des Getriebes 50 wie in 2 gezeigt gleichzeitig dem Antrieb der im Rahmen 22 angeordneten Transporteinrichtung 21 der Wendeeinrichtung. Der Riemen 532 wird von dem gemeinsamen Antrieb 24 der Transporteinrichtungen 21, 30, 40 angetrieben. Auf einer ersten Welle 51 des Getriebes 50 ist eine zweite Riemenscheibe drehfest angebracht. Diese zweite Riemenscheibe treibt über einen gemeinsamen Riemen die Rollen 32, 43 der Zuführeinrichtung 30 und der Ausfuhreinrichtung 40 an.
Alternativ zu 4 können die beiden Freiläufe 55, 56 auch an anderen geeigneten Stellen des Getriebes 50 angeordnet sein. Ebenso kann insbesondere bei kleinen Transporthüben ein Hebeltrieb mit einer Koppelstange 600 aus 5a den Riementrieb 53 des Getriebes 50 ersetzen. Ein Hebeltrieb gemäß 5b kann das die Drehrichtung beibehaltende Getriebe bilden.
Bezugszeichenliste

1: vorangehende Vorrichtung
2: Wendevorrichtung
3: nachgehende Vorrichtung
4: Schachteldecke
5: Steuerung
20: Wendeeinrichtung
21: erste Transporteinrichtung
22: Rahmen, Wendeeinrichtung
23: Wendeantrieb
24: Transportantrieb
30: Zuführeinrichtung
32: zweites Transportelement
35: fünftes Transportelement, klemmend
40: Ausfuhreinrichtung
43: drittes Transportelement
46: sechstes Transportelement, klemmend
50: Antriebskopplung
51: erste Welle
52: zweite Welle
53: erstes Getriebe, Drehrichtung beibehaltend
54: zweites Getriebe, Drehrichtung ändernd
55: erster Freilauf
56: zweiter Freilauf
210: erstes Transportelement
211: viertes Transportelement, klemmend
531: Riemenscheibe
532: Riemen
541: Zahnradstufe
600: Koppelstange
1000: Achse
1001: Aufnahmeposition
1002: Abgabeposition
2000: Transportrichtung bzgl. Wendevorrichtung
2001: Transportebene
2101: erste Transportrichtung bzgl. Transporteinrichtung
2102: zweite Transportrichtung bzgl. Transporteinrichtung
2200: Schwenken
5501: erste Freilaufrichtung
5602: zweite Freilaufrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013101148 A1 [0002]

Claims

Wendevorrichtung (2) zum automatisierten Aufnehmen, Wenden und Abgeben von Gegenständen, insbesondere von bogen- oder tafelförmigen Erzeugnissen (4), wenigstens mit einer zwischen einer Zuführeinrichtung (30) und einer Ausfuhreinrichtung (40) angeordneten Wendeeinrichtung (20) zum Halten und Wenden der Gegenstände, wenigstens aufweisend • eine im wesentlichen horizontale Achse (1000), • eine um die Achse (1000) schwenkbar angeordnete erste Transporteinrichtung (21) mit wenigstens einem angetriebenen endlos umlaufenden ersten Transportelement (210), wobei das wenigstens eine erste Transportelement (210) geeignet ist, jeweils ein Erzeugnis (4) und/oder eine Erzeugnisgruppe wechselweise in einer ersten Richtung (2101) relativ zu der ersten Transporteinrichtung (21) oder in eine der ersten Richtung (2101) entgegengesetzten zweiten Richtung (2102) relativ zu der ersten Transporteinrichtung (21) zu transportieren • eine Aufnahmeposition (1001) der ersten Transporteinrichtung (21) und eine Abgabeposition (1002) der ersten Transporteinrichtung (21), und • einen derart mit der ersten Transporteinrichtung (21) antriebsverbundenen Wendeantrieb (23), dass der Wendeantrieb (23) das Schwenken (2200) der ersten Transporteinrichtung (21) aus ihrer Aufnahmeposition (1001) um die Achse (1000) in ihre Abgabeposition (1002) und umgekehrt bewirkt, wobei die Zuführeinrichtung (30) wenigstens ein angetriebenes zweites Transportelement (32) zum Transportieren der Gegenstände in einer ersten gestellfesten Transportrichtung (2000) aufweist, und die Ausfuhreinrichtung (40) wenigstens ein angetriebenes drittes Transportelement (43) zum Transportieren der Gegenstände in einer zweiten gestellfesten Transportrichtung (2000) aufweist, und in der Aufnahmeposition (1001) der ersten Transporteinrichtung (21) deren erste Transportrichtung (2101) der Transportrichtung (2000) Zuführeinrichtung (30) entspricht und in der Abgabeposition (1002) der ersten Transporteinrichtung (21) deren zweite Transportrichtung (2102) der Transportrichtung (2000) der Ausfuhreinrichtung (40) entspricht, gekennzeichnet durch eine permanente mechanische Antriebskopplung (50) des wenigstens einen endlos umlaufenden ersten Transportelementes (210) der wenigstens einen Wendeeinrichtung (20) mit dem wenigstens einen zweiten Transportelement (32) der Zuführeinrichtung (30) und/oder dem wenigstens einen dritten Transportelement (43) der Ausfuhreinrichtung (40).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Antriebskopplung (50) wenigstens zwei Wellen (51, 52), ein die Drehrichtung beibehaltendes erstes Getriebe (53), ein die Drehrichtung änderndes zweites Getriebe (54) und zwei Freiläufe (55, 56) aufweist, wobei die wenigstens zwei Wellen (51, 52) miteinander sowohl über das wenigstens eine die Drehrichtung beibehaltende erste Getriebe (53) als auch über das wenigstens eine die Drehrichtung ändernde zweite Getriebe (54) antriebsverbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine die Drehrichtung beibehaltende erste Getriebe (53) wenigstens ein Zugmittel (532) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine die Drehrichtung ändernde zweite Getriebe (54) wenigstens eine Zahnradstufe (541) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der wenigstens zwei Getriebe (53, 54) eine Koppelstange (600) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Freiläufe (55, 56), in dem wenigstens einen die Drehrichtung beibehaltenden ersten Getriebe (53) integriert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Freiläufe (55, 56), in dem wenigstens einen die Drehrichtung ändernden zweiten Getriebe (54) integriert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erster Freilauf (55) der wenigstens zwei Freiläufe (55) in dem wenigstens einen die Drehrichtung beibehaltenden ersten Getriebe (53) und wenigstens ein zweiter Freilauf (56) der wenigstens zwei Freiläufe (55, 56) in dem wenigstens einen die Drehrichtung ändernden zweiten Getriebe (54) integriert sind.