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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Fixieren von Stapeln blattförmiger
Bedruckstoffe während
einer rotativen Bewegung, gemäß des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Handhabung von Stapeln blattförmiger Bedruckstoffe
gemäß dem Anspruch
16.
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Typischerweise werden Vorrichtungen
der genannten Art eingesetzt, um Stapel blattförmiger Bedruckstoffe, die gebunden
werden sollen oder bereits gebunden sind, in einer Druckweiterverarbeitungsvorrichtung
von einer Bearbeitungsstation zur nächsten zu bewegen oder auf
einer Ablage abzustapeln. Wichtig ist dabei, dass die in dem Stapel
befindlichen blattförmigen
Bedruckstoffe nicht ihre Ausrichtung zueinander verlieren, da sonst
beispielsweise bei der Außenkantenbearbeitung
des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe Fehler auftreten. Ein anderer Fehler, der sonst auftreten
könnte,
ist der, dass Durchlöcher,
beispielsweise für
eine Drahtkammbindung, Plastikkammbindung oder eine Spiralbindung, verrutschen
können,
was im Anschluss beim Einfädeln
eines entsprechenden Bindeelements zu Problemen führt.
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Das Rotieren eines Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
ist dabei meist besonders aufwendig, da der Stapel blattförmiger Bedruckstoffe
Drehmomenten ausgesetzt ist, die eine ausreichende Sicherung der
einzelnen blattförmigen
Bedruckstoffe gegen Verrutschen erfordern. Außerdem erfordert eine Rotation
und der Transport von Stapeln blattförmiger Bedruckstoffe in der
Regel einen relativ großen Raumbedarf,
bei einer kombinierten Bewegung steigert sich der Raumbedarf noch.
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Aus dem Stand der Technik sind eine
Anzahl von Vorrichtungen zum Transport und zur Rotation von Buchblöcken bekannt.
So ist in der europäischen Patentanmeldung
EP 1 122 198 A2 z.B.
eine Wendeeinrichtung für
Buchblöcke
gezeigt. Dabei wird ein Buchblock zwischen zwei endlosen Transportgurten transportiert,
die auf einer Wendeeinheit angebracht sind. Sobald sich der Buchblock
ganz zwischen den zwei endlosen Transportgurten befindet, wird der Buchblock
in dieser Position fixiert, die ganze Wendeeinrichtung um 180° rotiert,
der Buchblock wieder freigegeben und weitertransportiert. Allerdings
eignet sich die dort gezeigte Vorrichtung nur schlecht für ungebundene
Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe, da der Buchblock zunächst eine Schräge zwischen
zwei Transportbändern
erklimmen muss. Die Rotationsachse ist hier parallel zu einer der
Außenkanten
der Seiten des Buchblocks.
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In der deutschen Offenlegungsschrift
DD 236 503 A1 wird
eine andere Fördereinrichtung
gezeigt, bei dem ein auf einem Aufnahmekörper festgeklemmter Stapel
blattförmiger
Bedruckstoffe wahlweise um 180° gedreht
wird. Die Kraft der Rotation leitet die Vorrichtung von einer Hebelrolle
ab, die mit einer ortsfesten Kurvenschiene wahlweise in Verbindung
gebracht werden kann und über
einen Hebel an der Drehachse befestigt ist. Die Rotationsachse ist normal
zur Ebene der blattförmigen
Bedruckstoffe und weist eine geringe Abweichung zur Lotrechten auf.
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In Weiterverarbeitungsvorrichtungen
mit möglichst
kompakter Bauweise spielt der Raumbedarf und Energiebedarf der einzelnen
Komponenten eine entscheidende Rolle. Eine Transporteinrichtung für Stapel
von blattförmigen
Bedruckstoffen oder Buchblöcken
verzehrt viel Raum in einer Vorrichtung. Der Raum kann nicht von
anderen Einheiten innerhalb der Vorrichtung gleichzeitig genutzt
werden, um nicht mit einem vorbeibewegten Stapel blattförmiger Bedruckstoffe
und der diesen haltenden Transportvorrichtung in Konflikt zu kommen,
es sei denn, es findet eine aufwendige Synchronisation der Einheiten,
die zeitweise den gleichen Raum innerhalb der Vorrichtung benötigen, statt.
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Eine weitere Vorrichtung zum Transportieren und
Rotieren von Stapeln blattförmiger
Bedruckstoffe ist in der europäischen
Patentschrift
EP 790
139 B1 gezeigt. Hier ist an einem drehbar gelagerten Arm eine
Zange mit ausgedehnten Klemmplatten offenbart, die einen gesammelten
Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe von der Sammelstelle aus einer horizontalen Lage in
eine vertikale Lage in den Bereich einer sich anschließenden Vorrichtung
einschwenkt. Zwar wird der Stapel blattförmiger Bedruckstoffe um 90° gedreht,
allerdings findet anstelle einer reinen Rotation eine Schwenkbewegung
statt. Der Raumbedarf bei dieser Bewegung ist erheblich.
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Eine weitere Vorrichtung zum Transportieren und
Rotieren von Stapeln blattförmiger
Bedruckstoffe ist in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 01 946A1 gezeigt.
Diese Vorrichtung zur buchbinderischen Verarbeitung von Papierstapeln
weist eine Klemmvorrichtung mit zwei Klemmplatten für einen Stapel
von Papierblättern
auf, wobei die Klemmplatten drehbeweglich um eine Rotationsachse
und verschiebebeweglich um eine vertikale und eine horizontale Achse
angeordnet sind. Die Klemmbewegung wird dabei nur von einer der
Klemmplatten ausgeführt,
die den Stapel von Papierblättern
an die andere Klemmplatte anpresst.
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Bei der Rotation eines Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
vergrößert sich
der erforderliche Raumbedarf der Transport/Rotationseinheit zusätzlich.
Der geringste Raumbedarf wird in der Regel dann benötigt, wenn
die Drehachse der Rotation normal zu der Fläche der blattförmigen Bedruckstoffe und
rechtwinklig zur Transportrichtung des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
steht. Zudem ist das Mitbewegen von Antrieben in gattungsgleichen
Vorrichtungen häufig
eine wenig vorteilhafte Ausgestaltung, da dadurch das zu bewegende
Gewicht und damit die zum Rotieren erforderlichen Kräfte vergrößert werden.
Weiterhin wäre
es vorteilhaft, in einer Vorrichtung, die Stapel blattförmiger Bedruckstoffe
transportiert und mit einer Bindung versieht, eine einheitliche,
stapeldickenunabhängige
Ausrichtung der Stapel aufrechtzuerhalten.
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Wünschenswert
wäre eine
Vorrichtung zum Fixieren von Stapeln blattförmiger Bedruckstoffe während einer
rotativen Bewegung, die mit nur geringem Raumbedarf auskommt, einen
relativ einfachen Aufbau aufweist und relativ große Haltekräfte zum
Fixieren des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe mit einem relativ leichten Antrieb aufbringen kann.
Außerdem
soll eine zur Stapeldicke mittige Ausrichtung von Stapeln blattförmiger Bedruckstoffe
unterschiedlicher Dicke realisierbar sein.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung,
eine verbesserte Vorrichtung zum Fixieren von Stapeln blattförmiger Bedruckstoffe
während
einer rotativen Bewegung zu schaffen. Diese Aufgabe wird mit Hilfe der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Fixieren von Stapeln blattförmiger
Bedruckstoffe während
einer rotativen Bewegung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen
gelöst.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erfolgt die Rotation um eine Rotationsachse, die normal auf der
Ebene der blattförmigen
Bedruckstoffe steht. Einerseits entstehen dadurch besondere Anforderungen
an die zur Verfügung
stehende Haltekraft der Klemmbacken, da die blattförmigen Bedruckstoffe
im Stapel derart zusammengedrückt
werden müssen,
damit sie sich nicht zueinander aufgrund ihres Eigengewichts verschieben,
andererseits verhindert die vertikale Lage der blattförmigen Bedruckstoffe
im Stapel, die in der Regel aus einem flexiblen Material bestehen,
z. B. Papier, dass sich der Stapel verformt, also von einer im Wesentlichen
quaderförmigen
Gestalt abweicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
hängen
die blattförmigen
Bedruckstoffe vertikal zwischen den Klemmbacken. Auch dies stellt
eine besondere Anforderung an die Haltekraft der Klemmbacken dar,
da diese den Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe so festhalten müssen,
dass die vertikale Ausrichtung nicht zu einer Verschiebung der blattförmigen Bedruckstoffe
untereinander führt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die Vorrichtung einseitig offen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung übernimmt
den Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe von einer vorgelagerten Bearbeitungseinheit. Um einen
mechanisch als auch energiemäßig aufwendigen
Hub der Vorrichtung zu vermeiden, kann die Vorrichtung mit geöffneten
Klemmbacken mit der offenen Seite seitlich um den Stapel blattförmiger Bedruckstoffe
einfahren, um ihn anschließend
mit den Klemmbacken zu erfassen. Wird die Vorrichtung dazu verwendet,
den Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe während
einer Rotation um 180° zu
fixieren, so kann die Vorrichtung den Stapel blattförmiger Bedruckstoffe
einer nachgeschalteten Einheit übergeben
und wiederum seitlich aus dem Bereich des Stapels herausfahren,
ohne ihren Schwerpunkt in der Vertikalen verändern zu müssen. Für den Fall, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
lediglich den Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe fixiert, während
eine Rotation durchgeführt
wird und keine zusätzliche Transportbewegung
in einer horizontalen Richtung vorgesehen ist, kann alternativ ein
Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe seitlich zwischen die geöffneten Klemmbacken eingefahren
werden und nach der Rotation auf der anderen Seite seitlich aus
der Vorrichtung entnommen werden. Auch in diesem Fall ist kein Hub
des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe erforderlich. Diese vorteilhafte Ausgestaltung der
Vorrichtung stellt andererseits eine erhebliche Anforderung an die
Stabilität
der Zange dar, um die gleichmäßige Kräfteverteilung
entlang der Klemmbacken zu gewährleisten.
Anderseits kann ein Hub des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe bei einer
Rotation oder einer Kombination aus Rotation uns Translation auch allein
dadurch erreicht werden, in dem der Schwerpunkt des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
unter- oder oberhalb
der Rotationsachse der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
fällt der
Schwerpunkt der Vorrichtung im Wesentlichen mit der Rotationsachse
der Rotation zusammen. Das erforderliche Drehmoment, um einen Körper um
eine Drehachse zu rotieren, hängt
außer
von der Masse des Körpers auch
von der Lage der Drehachse zum Schwerpunkt des Körpers ab, insbesondere ist
es minimal, wenn die Rotationsachse durch den Schwerpunkt verläuft. Da
in diesem Fall die Rotationsachse mit dem Schwerpunkt der Vorrichtung
zusammenfällt,
ist das erforderliche Drehmoment zur Rotation der Vorrichtung und
des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe minimal. Vorteilhafterweise liegt der Schwerpunkt
der Ladung der Vorrichtung, nämlich
der Schwerpunkt des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe ebenfalls
in der Nähe
der Rotationsachse und insbesondere geht die Rotationsachse durch
den Stapel blattförmiger Bedruckstoffe.
In der Regel spielt aber die Masse der Ladung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
im Vergleich zur Masse der Zange nur eine untergeordnete Rolle.
Folglich kann durch dieses erfindungsgemäße Merkmal der erforderliche
Antrieb für
die Rotation der beladenen oder unbeladenen Vorrichtung klein und
kostengünstig
dimensioniert werden. Durch diese Anordnung ändert sich das aufzubringende Drehmoment
nur gering für
unterschiedliche Stapeldicken des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist der Antrieb nur während
der Schließbewegung
und der Öffnungsbewegung
der ersten und zweiten Klemmbacke aktiv. Vorteilhafterweise handelt
es sich bei dem Antrieb um einen Antrieb, der sich von einem Schrittmotor
ableitet. In einer Ausführungsform
ist der Antrieb auf der offenen Seite der Vorrichtung angebracht,
um einen Gewichtsausgleich zu erzielen, so dass der Schwerpunkt
der Vorrichtung im Wesentlichen mit dem Schwerpunkt des Stapels
blattförmiger Bedruckstoffe
zusammenfällt.
In einer anderen Ausführungsform
wird der Antrieb nicht mit den Klemmbacken mitrotiert. In diesem
Fall werden die Klemmbacken zunächst
von dem Antrieb in einer Schließbewegung
bewegt, im Anschluss werden die Klemmbacken in dieser Position verriegelt,
der Antrieb wird von den Klemmbacken entkoppelt, die Klemmbacken und
der Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe wird rotiert, der Antrieb wird in der rotierten Position
wieder eingekoppelt und die Klemmbacken werden entriegelt und durch
den Antrieb wieder geöffnet.
In dieser Ausführungsform
ist das für
die Rotation aufzubringende Drehmoment besonders klein wegen der
reduzierten bewegten Masse der Vorrichtung.
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Ein weiterer Vorteil der sich durch
das Merkmal ergibt, dass der Antrieb nur während der Schließbewegung
und der Öffnungsbewegung
der ersten und zweiten Klemmbacke aktiv ist, ist der, dass auch bei
Stromausfall der Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe sicher zwischen den Klemmbacken gehalten wird.
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In einer alternativen Ausführungsform
kann auch der Antrieb auf der geschlossenen Seite der erfindungsgemäßen Vorrichtung
angeordnet sein. In diesem Fall sind eventuell Ausgleichsgewichte
auf der offenen Seite erforderlich oder die Rotationsachse wird
in Richtung des geschlossenen Endes der Vorrichtung verschoben.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
treibt der Antrieb ein Schneckenrad an, wobei das Schneckenrad die
rotative Antriebsbewegung in eine lineare Bewegung umsetzt. Ein
Schneckenrad stellt für
die Umsetzung des Antriebs in eine Klemmbewegung eine besonders
günstige
Ausführungsform
dar, insbesondere, wenn die Klemmbewegung ihren Endpunkt im Bereich
der Todpunkte des Schneckenrades hat. Im Bereich der Todpunkte führt das
Rad, welches das Schneckenrad dreht, eine relativ großen Anzahl
von Drehungen durch, die aber nur zu einer geringen lateralen Bewegung
führen.
Dadurch kann ein Antrieb im Bereich der Todpunkte eine relativ große Kraft
aufgingen, insbesondere die große
erforderliche Haltekraft, um die blattförmigen Bedruckstoffe sicher
zu fixieren.
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In Fortführung dieser vorteilhaften
Ausführungsform
rastet vorteilhafterweise das Schneckenrad im geöffneten und/oder im geschlossenen
Zustand knapp hinter den Todpunkten ein. Wie oben bereits angedeutet,
lässt sich
durch diese Maßnahme der
Antrieb von den Klemmbacken entkoppeln, so dass es gegebenenfalls
nicht notwendig ist, den Antrieb der Klemmbacken bei der Rotationsbewegung mitzuführen. Zum
anderen kann dadurch sichergestellt werden, dass auch bei Stromausfall
der Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe sicher zwischen den Klemmbacken gehalten wird. In
vorteilhafter Weise wird durch dieses Merkmal der Antrieb der Klemmbacken
weniger belastet. Das feste Halten der blattförmigen Bedruckstoffe bei Stromausfall
wird darüber hinaus
auch durch die Selbsthemmung eines Getriebes, wie z.B. durch das
Schneckenrad gewährleistet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung dieser
erfindungsgemäßen Ausführungsform
spannt das Schneckenrad zur Bewegung der Klemmbacken ein gemeinsames
Federpaket vor. Von der Bewegung des gemeinsamen Federpakets leitet
sich eine Hebelei ab, die die Klemmbacken zueinander und voneinander
wegbewegt. Ein gemeinsames Federpaket für die Bewegung beider Klemmbacken
führt zu
einer gleichmäßigen Kraftverteilung
der Haltekraft. Durch die Verwendung eines Federpaketes bei gleichem
Stellweg werden automatisch Stapel blattförmiger Bedruckstoffe mit zunehmender
Stapeldicke stärker
gepresst. Das ist schon deswegen sinnvoll, da mit zunehmender Stapeldicke
die Gefahr, dass die blattförmigen
Bedruckstoffe im Stapel zueinander verschoben werden, steigt. Die Schließbewegung der
Klemmbacken ist daher vorteilhafterweise unabhängig von der Dicke der Stapel
blattförmiger
Bedruckstoffe.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung dieser
erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist eine der Klemmbacken eine gefederte Wippe auf, um Dickenvariation
innerhalb des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
auszugleichen. Derartige Dickenvariationen können auftreten, wenn die blattförmigen Bedruckstoffe
im Stapel unterschiedlich bedruckt sind, also der Tonerauftrag beispielsweise
stark entlang der Klemmbacken variiert. Durch eine gefederte Wippe
in einer der Klemmbacken kann daher erreicht werden, dass sich die
Haltekraft der Klemmbacken gleichmäßig entlang der Klemmbacken
verteilt. Weiterhin weisen die Klemmbacken vorteilhafterweise Längsführungen
auf, die eine im Wesentlichen geradlinige Bewegung der Klemmbacken
sichern. Des Weiteren sind vorteilhafterweise zur Stabilisierung der
Klemmbacken Querstangen vorgesehen, die am offenen Ende der Klemmbacken
angreifen und mit dem Zangenkörper
die Vorrichtung verstreben.
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Vorteilhafterweise erstrecken sich
die Klemmbacken über
die gesamte Länge
der blattförmigen
Bedruckstoffe, um eine möglichst
großflächige Haltefläche und
damit eine möglichst
gleichmäßige Haltekraft
entlang des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe zu erzielen. Mit der Länge der blattförmigen Bedruckstoffe
ist dabei die Länge
der größten mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu handhabenden blattförmigen
Bedruckstoffe gemeint. Blattförmige Bedruckstoffe
kleinerer Abmessungen werden vorteilhafterweise entsprechend zwischen
den Klemmbacken der Vorrichtung eingeklemmt, so dass der Schwerpunkt
eines Stapels kleinformatigerer blattförmiger Bedruckstoffe im Wesentlichen
mit der Rotationsachse der Vorrichtung übereinstimmt.
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In einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erstrecken sich die Klemmbacken über
die ganze Länge
der blattförmigen
Bedruckstoffe und die Kraftübertragung
zur Bewegung der Klemmbacken erfolgt mittels Hebel, wobei diese
Hebel in der Mitte der Länge
der Klemmbacken an die Klemmbacken beweglich angebracht sind.
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In Weiterbildung dieser alternativen
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind die Klemmbacken mittels Zugfedern an den Enden der Klemmbacken
schwimmend gelagert. Auf diese Weise wird die Anpassung an Dickenvariationen
des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe entlang der Klemmbacken erreicht. Die Klemmbacken
sind jeweils um den einzelnen Kraftübertragungspunkt in der Mitte
ihrer Länge
schwenkbar gelagert, so dass die Zugfedern gegenseitig die Lage
der Klemmbacken an die örtliche
Dicke des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
entlang der Klemmbacken bis zu einem gewissen Grad anpassen.
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In einer weiteren Weiterbildung dieser
alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
handelt es sich bei dem Antrieb um einen Steppermotor, der unabhängig von
der Stapeldicke beim Klemmen stets das gleiche Drehmoment aufbringt.
Dadurch muss keine weitere Steuerung vorgesehen sein, um die Bewegung
des Antriebs auf die variierende Stapeldicke unterschiedlicher Stapel blattförmiger Bedruckstoffe
einzustellen.
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In einer weiteren Weiterbildung dieser
alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
treibt der Antrieb zwei Kurvenscheiben an, wobei die Kurvenscheiben
einen derartige Kurvenoberfläche
aufweisen, wobei eine Anpassung der Haltekraft an die Stapeldicke
des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe über
die Steigung der Kurvenscheiben erfolgt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
umfasst die Vorrichtung mindestens einen Sensor, der die Lage der Vorrichtung
oder die Anwesenheit von einem Stapel blattförmiger Bedruckstoffe ermittelt.
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Des weiteren umfasst die vorliegende
Erfindung auch ein Verfahren zum Handhaben von Stapeln blattförmiger Bedruckstoffe,
insbesondere innerhalb einer Vorrichtung zum Binden der Stapel blattförmiger Bedruckstoffe
mit den folgenden Schritten:
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- – Übernehmen
eines vertikal angeordneten, zur halben Stapeldicke ausgerichteten
Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe mittels einer geeigneten Transporteinheit,
- – erstes
kombiniertes Rotieren und Transportieren des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
um eine Rotationsachse, die normal zur Ebene der blattförmigen Bedruckstoffe
ist mit der Transporteinheit,
- – Übernahme
des rotierten Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
durch eine geeignete weitere Transporteinheit,
- – zweites
kombiniertes Rotieren und Transportieren des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe
um eine Rotationsachse, die parallel zur Ebene der blattförmigen Bedruckstoffe
ist mit der weiteren Transporteinheit,
- – Ablegen
des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe auf einer Ablage.
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Dabei handelt es sich bei den Zangen
insbesondere um Vorrichtung gemäß der vorangegangenen
Beschreibung.
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Bevorz ugte Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen näher beschrieben.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1 eine
schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 eine
schematische isometrische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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3 eine
schematische Draufsicht der Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
aus 2,
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4 eine
schematische Darstellung einer übergeordneten
Vorrichtung zum Transport von Stapeln blattförmiger Bedruckstoffe.
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Die 1 zeigt
den Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100.
Weitere, allgemein bekannte und zum Betrieb der Vorrichtung erforderliche
Antriebs- und/oder Führungsmittel
und Kurvenscheiben sind nur schematisch dargestellt bzw. werden
nur in allgemeiner Form beschrieben.
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Ein Stapel blattförmiger Bedruckstoffe 1 weist
eine Länge
L und einer Stapeldicke D auf. Der Schwerpunkt des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe liegt
auf einer Achse S. Bei den blattförmigen Bedruckstoffen kann
es sich um Pappe, Papier, Kunststofffolie oder ähnliche Bedruckstoffe oder
Mischungen aus solchen Bedruckstoffen handeln. Insbesondere können die
blattförmigen
Bedruckstoffe eine Lochungsreihe 1a (vergleiche 4) zum Einfügen einer
geeigneten Bindung für
Broschüren
oder Bücher aufweisen.
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Das Gerüst der erfindungsgemäßen Vorrichtung 60 stellt
ein im Wesentlichen U-förmiger
Zangenkörper 64 dar.
Der Zangenkörper
kann beispielsweise aus Stahlvierkanthohlprofilen bestehen. Innerhalb
der Schenkel des U-förmigen
Zangenkörpers 64 sind
mit Klemmbackenführungen 16 in
Klemmbackenführungsstangen 15 gelagerte
Klemmbacken 10, 11 beweglich gelagert. Eine erste
Klemmbacke 10 weist dabei an einem Drehpunkt, auf halber
Länge der
Klemmbacke 10 angebracht, eine Wippe 12 auf, die
mit Federelementen 14, 14' zum Ausgleich von Variationen
in der Stapeldicke D des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe 1 vorgesehen
ist.
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Der Zangenkörper 64 ist mit einer
Adapterplatte 62 an einer Transporteinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 60 angebracht,
die nicht gezeigte Transporteinheit stellt auch den Antrieb für die Rotationsbewegung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 60 zur
Verfügung.
Der Antrieb der Klemmbacken 10, 11 leitet sich
von einem Schrittmotor 70 ab, der am offenen Ende des Zangenkörpers 64 befestigt
ist. Die Anbringung des Schrittmotors 70 am offenen Ende des
Zangenkörpers 64 verlagert
den Schwerpunkt der erfindungsgemäßen Vorrichtung 60 weit
in Richtung der Klemmbacken 10, 11. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 60 ist
derart austariert, dass der Schwerpunkt der erfindungsgemäßen Vorrichtung 60 sich
in der Achse S, um die die Rotationsbewegung R ausgeführt wird,
befindet. Insbesondere entspricht diese Achse S auch der Achse S,
in der der Schwerpunkt des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe liegt.
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Der Schrittmotor 70 treibt
ein erstes Rad 72 an, das die Antriebsbewegung über einen
ersten Riemenzug 73, einem zweiten Rad 74, einer
ersten Welle 75, einem dritten Rad 76, einem zweiten
Riemenzug 77, einem vierten Rad 78 und einer zweiten
Welle 79 an eine Schnecke 80 weitergibt. Alternativ
kann es sich auch um Zahnräder
und Zahnriemen handeln, die untereinander in Eingriff stehen.
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Die Schnecke 80 treibt das
Schneckenrad 90 an. Das Schneckenrad 90 bewegt
sich dabei um etwas mehr als 180° über beide
Todpunkte des Schneckenrades hinaus. An das Schneckenrad 90 ist
eine Schneckenradkoppel 93 angebracht, die in Verbindung
mit einer ersten Federpaketplatte 94 steht. Hinter den
Todpunkten sind jeweils eine erste Raste 91 bzw. eine zweite
Raste 92 angebracht, in die die Schneckenradkoppel 93 nach Überwindung
des jeweiligen Todpunktes einrastet. Sobald die Schneckenradkoppel 93 eingerastet
ist, kann der Schrittmotor 70 ausgeschaltet werden.
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Die erste Federpaketplatte 94 ist
entlang Federpaketführungsstangen 95 bewegbar
und steht über
eine Mehrzahl Federn 96 mit einer zweiten Federpaketplatte 97 in
Verbindung. Die zweite Federpaketplatte 97 weist für jede der
Klemmbacken 10, 11 Befestigungspunkte 100 auf,
die jeweils mit einem ersten Hebel 102 verbunden sind und
die Bewegung der ebenfalls mit den Federpaketführungsstangen 95 geführten zweiten
Federpaketplatte 97 über
die ersten Hebel 102 an die zweiten Hebel 104 weitergibt.
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Der zweite Hebel 104 ist
an zwei Stellen einerseits über
eine Zangenkörperkoppel 106 an
einem Befestigungspunkt 107 am Zangenkörper 64 beweglich
befestigt, andererseits mit zwei Klemmbackenkoppeln 108 an
zwei Befestigungspunkten 109 an einer der Klemmbacken 10, 11 beweglich
befestigt. Die Koppeln 106 bilden mit dem Hebel 104 und den
Zangenkörper 64 ein
Parallelogramm, die Klemmbackenkoppeln 108 bilden zusammen
mit dem zweiten Hebel 104 und einer der Klemmbacken 10, 11 ein
zweites Parallelogramm. Auf diese Weise wird die seitliche Bewegung
des zweiten Hebels 104 in eine im Wesentlichen parallel
zum Zangekörper 64 verlaufende Öffnungs-
oder Schließbewegung
der Klemmbacken 10 bzw. 11 umgesetzt.
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Das offene Ende der Klemmbacken 10, 11 ist an
einem Befestigungspunkt 19 mit einer Querstange 18 an
einem Befestigungspunkt 19' mit
dem Zangenkörper 64 verstrebt.
Zwar beschreiben die Klemmbacken 10, 11 auf Grund
der Querstange 18 eine leichte Kreisbewegung, aufgrund
des großen
Radius ist dies aber vernachlässigbar.
Die Querstangen 18 ermöglichen
die erforderliche Stabilität
der Klemmbacken 10, 11 im offenen Bereich der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 60.
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Die 2 und 3 zeigen eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bauteile, die die gleiche Funktion haben dabei die gleichen Bezugszeichen,
insbesondere die Klemmbacken 10 und 11. Die 2 und 3 zeigen die erste Klemmbacke 10 in
der am weitesten von dem in den 2 und 3 nicht dargestellten Stapel
blattförmiger Bedruckstoffe 1 abgestellten
Position, die zweite Klemmbacke 11 ist in der Position
der maximalen Auslenkung zur Mitte der Vorrichtung hin dargestellt. Dies
dient lediglich zu Illustrationszwecken, dem Fachmann ist klar,
dass der im weitem erläuterte
Aufbau nicht erlaubt, dass sich die zweite Klemmbacke 11 gegen
die Federn 121 spannt, ohne, dass die Rolle 113 an
der Kurvenscheibe 111 anliegt. Im Gegenteil, der Aufbau
der Vorrichtung ist auch bei dieser Ausführungsform derart, dass ein
gleicher Abstand der beiden Klemmbacken 10, 11 zu
einer ortsfesten Mittellinie zwischen den Klemmbacken 10, 11 zu
jeder Zeit gewährleistet
ist.
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Wie in 2 zu
sehen ist, ist an einem Gehäuse 64 ein
Antrieb 70 angebracht, insbesondere ein Steppermotor. Der
Antrieb 70 treibt zwei achsgleiche Kurvenscheiben 110, 111 an.
Dabei liegt die Achse auf der Mittellinie zwischen den beiden Klemmbacken 10, 11.
An der ersten Kurvenscheibe 110 liegt eine erste Rolle 112 an,
an der zweiten Kurvenscheibe 111 liegt eine zweite Rolle 113 an.
Die Kurvenscheiben 110, 111 gleichen sich, außer, dass
sie um 180° zueinander
versetzt auf der gleichen Achse rotieren. Dadurch erfahren beide
Rollen 112, 113 die gleiche Auslenkung bei der
synchronen Rotation der Kurvenscheiben 110, 111.
Zwischen dem Antrieb 70 und den Kurvenscheiben 110, 111 ist
in einer Ausführungsform
ein nicht gezeigtes, dem Fachmann bekanntes Getriebe geschaltet,
das die Drehbewegung des Antriebs 70 für die Kurvenscheiben 110, 111 umsetzt.
Der Antrieb 70 wird unabhängig von der Stapeldicke D eines
zu ergreifenden Stapels blattförmiger Bedruckstoffe 1 stets
bis in seine Sättigung
betrieben, so dass der Antrieb 70 also stets das gleiche Drehmoment
zum Klemmen aufgingt. Die Kurvenscheiben 110, 111 weisen
einen derartigen Kurvenverlauf auf, so dass eine Anpassung der Haltekraft der
Klemmbacken 10, 11 an die Stapeldicke D erzielt wird.
Der Antrieb 70 und die Kurvenscheiben 110, 111 sind
dabei derartig ausgelegt, dass bei einem Stapel blattförmiger Bedruckstoffe 1 mit
einer Stapeldicke D von 60 mm mindestens eine Haltekraft von 160
N aufgebracht werden kann. Außerdem
ist der Kurvenverlauf der Kurvenscheiben 110, 111 derart, dass
der Antrieb 70 die Kurvenscheiben 110, 111 nicht über 180° hinaus drehen
kann.
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Um einen symmetrischen Aufbau der
Rollen 112, 113 und den damit befestigten Zangenhebeln 114, 115 zu
gewährleisten,
sind die Rollen 112, 113 zueinander höhenversetzt
den Kurvenscheiben 110, 111 zugeordnet, davon
abgesehen gleicht sich der Aufbau der Klemmbacken 10, 11 und
den damit verbundenen Bauteilen spiegelsymmetrisch zur Mittellinie
zwischen den Klemmbacken 10, 11. Auf diese Weise
wird durch einfache Mittel gewährleistet,
dass die Distanz, die die jeweiligen Klemmbacken 10, 11 zurücklegen
untereinander stets gleich ist.
-
Die Zangenhebel 114, 115 bestehen
auf der Kurvenscheibenseite aus zwei parallelen Platten, um eine
größere Stabilität zu erzielen,
insbesondere im Bereich der Rollen 112, 113. Hinter
den Zangendrehpunkten 116,117, vermittels der
die Zangenhebel 114, 115 an dem Gehäuse 64 drehbar
gelagert sind, vereinigen sich diese Platten zu einer einzigen Platte, an
deren Ende die Zangenhebel 114, 115 an Befestigungspunkten 118, 119 mittig
an den Klemmbacken 10, 11 drehbar gelagert sind.
Die Klemmbacken 10, 11 sind jeweils mit Zugfedern 120, 121 an
dem Gehäuse 64 schwimmend
gelagert. Diese Zugfedern 120, 121 bringen auch
die Kraft auf, mit der über
die Zangenhebel 114,115, die Rollen 112, 113 an
die Kurvenscheiben 110, 111 sowohl beim Öffnen als auch
beim Schließen
der Klemmbacken 10, 11 anpressen. Die Zugfedern 120, 121 sind
jeweils an den beiden Enden der Klemmbacken 10, 11 und
symmetrisch zu dem Befestigungspunkt 118, 119 der
Zangenhebel 114, 115 angebracht, so dass bei seitenparallelen
Stapeln blattförmiger
Bedruckstoffe 1 die beiden Klemmbacken 10, 11 zueinander
aufgrund der Zugfedern 120,
121 ebenfalls parallel
ausgerichtet sind. Andererseits sind die Zugfedern 120, 121 so
flexibel, das Dickevariationen, wie sie durch ungleichmäßigen Tonerauftrag
auf den blattförmigen
Bedruckstoffen entstehen können,
ausgeglichen werden, ohne die Haltekraft der Klemmbacken 10, 11 zu beeinträchtigen.
In diesem Ausführungsbeispiel
haben alle Zugfedern 120, 121 die gleichen Kenndaten. Alternativ
können
auch unterschiedliche Kenndaten der Zugfedern 120, 121 verwendet
werden, wenn gleichzeitig dabei deren Lage relativ zu den Befestigungspunkten 118, 119 verändert wird
und/oder zueinander unterschiedliche Zangenhebel 114, 115 verwendet
werden.
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Wie in der ersten Ausführungsform
laufen auch bei der zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die in den 2 und 4 gezeigt ist, die Klemmbacken 10, 11 mit
Klemmbackenführungen 16 beidseitig
lose in Führungsstangen 15.
Um ein verkippen zu verhindern sind die Klemmbacken auf dem geschlossenen
Ende der Vorrichtung jeweils mit zwei parallelen, zueinander beabstandeten
Klemmbackenführungen 16 auf
der Führungsstange 15 geführt.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, weist die zweite
Ausführungsform
einen optischen Sensor 130 auf dem Gehäuse 64 auf, der durch
eine Öffnungen 132 in
den Klemmbacken in Wirkverbindung mit einem Sensorelement 131 steht,
wie durch den Kegel 133 angedeutet ist. Dabei kann es sich
bei dem Sensorelement um eine lichtempfindliche Fläche oder
einen Spiegel handeln, die Licht von dem optischen Sensor 130 aufnehmen
oder zu diesem reflektieren kann. Alternativ kann es sich hierbei
auch um dem Fachmann bekannte, alternative Sensorprinzipien handeln,
etwa Ultraschall. Ebenfalls kann die Anordnung von optischem Sensor 130 und
Sensorelement 131 von der gezeigten abweichen, etwa, indem
der oder der optischem Sensor 130 und das Sensorelement 131 nebeneinander
angeordnet sind, oder der Strahlengang kann von dem mit dem Kegel 133 gekennzeichneten
abweichen, wie etwa bei einem diagonalen Strahlengang.
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Wie in 3 zu
erkennen ist, steht mit der ersten Kurvenscheibe 110 eine
Fahne 141 in Wirkverbindung, die je nach Winkellage der
Kurvenscheibe 110 in einen optischen Sensor 140 einragt,
teilweise einragt oder nicht einragt. Der optische Sensor gibt diese
Information an eine übergeordnete,
nicht gezeigte, dem Fachmann bekannte Steuerung weiter, die aus
diesen Informationen zumindest teilweise Aufschluss über die
Achslage des Antriebs entnehmen kann, insbesondere, ob die Klemmbacken 110, 111 sich
in einer geschlossenen oder geöffneten
Position befinden.
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In 4 ist
eine Vorrichtung 1000 gezeigt, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung 60 Anwendung
findet. Bei der Vorrichtung 1000 handelt es sich um eine
Vorrichtung mit einem Transportsystem für Stapel blattförmiger Bedruckstoffe 1,
insbesondere um eine Vorrichtung zum Binden von Stapeln blattförmiger Bedruckstoffe 1.
Bei der Bindung kann es sich um Klebebindungen, Spiralbindungen,
Plastikkammbindung oder andere Bindungen handeln, besonders bevorzugt
ist die Bindung mit einem Drahtkammbindeelement.
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Die blattförmigen Bedruckstoffe können für die Bindung
bereits vorbereitet sein. Das bedeutet, dass sie im Fall einer Klebebindung
z.B. bereits abgefräste
und/oder aufgeraute und/oder eingekerbte Seitenkanten aufweisen,
die den Buchrücken
bilden. Im Falle von Spiral-, Plastikkamm- oder Drahtkammbindung
weisen die blattförmigen
Bedruckstoffe eine zueinander fluchtende Lochungsreihe 1a auf,
in die ein entsprechendes Bindeelement eingesteckt werden kann.
Je nach Anwendung kann eine solche vorbereitenden Behandlung der
Seitenkanten der blattförmigen
Bedruckstoffe oder des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe 1 auch
erst innerhalb der Vorrichtung 1000 erfolgen.
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Ein Stapel blattförmiger Bedruckstoffe 1 wird mit
einer ersten Transporteinheit M1 von einer vorgelagerten Vorrichtung 900 aufgenommen
und in das Innere der Vorrichtung 1000 transportiert. Bei
der vorgelagerten Vorrichtung 900 kann es sich insbesondere
um eine Vorrichtung zum Sammeln von blattförmigen Bedruckstoffen zu Stapeln 1 handeln.
Diese Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe 1 werden in einer bevorzugten Ausführungsform
der ersten Transporteinheit M1 in einer vertikalen Ausrichtung zur
Verfügung gestellt.
Bei dem Einfahren der ersten Transporteinheit M1 wird vorteilhafterweise
der Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe 1 zu seiner Mittellinie bezüglich der Stapeldicke
D ausgerichtet.
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Alternativ kann die Vorrichtung 1000 zusätzlich eine Öffnung 200 aufweisen,
durch die eine manuelle Eingabe eines Stapels blattförmiger Bedruckstoffe 1 möglich ist.
Dabei dient die erste Transporteinheit M1 aus Auffächerungsverhinderer
oberhalb eines Rütteltischs
RT, mittels dessen die blattförmigen
Bedruckstoffe im Stapel 1 gegen einen nicht gezeigten Anschlag
ausgerichtet werden.
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Die erste Transporteinheit M1 weist
in einer bevorzugten Ausführungsform
einen Dickenmesser auf, mittels dessen die Stapeldicke D des jeweiligen Stapels
blattförmiger
Bedruckstoffe 1 ermittelt wird. Diese Information wird
einer übergeordneten,
nicht gezeigten Steuerung zur Verfügung gestellt, die diese Information
z.B. dazu verwendet, ein geeignetes, an die Stapeldicke D angepasstes
Bindeelement für die
Bindung des Stapels blattförmiger
Bedruckstoffe 1 anzufordern.
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Eine zweite Transporteinheit M2 transportiert den
mittig zur Stapeldicke ausgerichteten Stapel blattförmiger Bedruckstoffe 1 zu
einer Bindeeinheit DE, wobei der Stapel blattförmiger Bedruckstoffe 1 um
eine Rotationsachse, die normal auf den blattförmigen Bedruckstoffen steht,
um 180° gedreht
wird, und übergibt
den Stapel an eine dritte Transporteinheit M3.
-
In der Bindeeinheit DE wird der Stapel
blattförmiger
Bedruckstoffe 1 gebunden, während er von der dritten Transporteinheit
M3 fixiert wird. Im Anschluss transportiert die dritte Transporteinheit
M3 den Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe 1 zu einer Ablage und rotiert zur besseren
Stapelbildung den Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe 1 wahlweise, insbesondere alternierend, um
eine Rotationsachse, die parallel zu den Außenkanten des Stapels blattförmiger Bedruckstoffe 1 steht.
-
- 1
- Stapel
blattförmiger
Bedruckstoffe
- 1a
- Lochungsreihe
- 10
- erste
Klemmbacke
- 11
- zweite
Klemmbacke
- 12
- Wippe
- 13
- Drehpunkt
Wippe
- 14,
14'
- Federelement
- 15
- Klemmbackenführungsstange
- 16
- Klemmbackenführung
- 18
- Querstange
- 19
- Befestigungspunkt
Querstange Klemmbacke
- 19'
- Befestigungspunkt
Querstange Zangenkörper
- 60
- erfindungsgemäße Vorrichtung
- 62
- Adapterplatte
- 64
- Zangenkörper
- 70
- Schrittmotor
- 72
- erstes
Rad
- 73
- erster
Riemenzug
- 74
- zweites
Rad
- 75
- erste
Welle
- 76
- drittes
Rad
- 77
- zweiter
Riemenzug
- 78
- viertes
Rad
- 79
- zweite
Welle
- 80
- Schnecke
- 90
- Schneckenrad
- 91
- erste
Raste
- 92
- zweite
Raste
- 93
- Schneckenradkoppel
- 94
- erste
Federpaketplatte
- 95
- Federpaketführungsstange
- 96
- Feder
- 97
- zweite
Federpaketplatte
- 100
- Befestigungspunkt
Federpaket
- 102
- erster
Hebel
- 104
- zweiter
Hebel
- 106
- Zangenkörperkoppel
- 107
- Befestigungspunkt
Zangenkörperkoppel
- 108
- Klemmbackenkoppel
- 109
- Befestigungspunkt
Klemmbackenkoppel
- 110
- erste
Kurvenscheibe
- 111
- zweite
Kurvenscheibe
- 112
- erste
Rolle
- 113
- zweite
Rolle
- 114
- erster
Zangenhebel
- 115
- zweiter
Zangenhebel
- 116,
117
- Zangendrehpunkt
- 118,
119
- Befestigungspunkt
Zangenhebel
- 120
- Federn
erste Klemmbacke
- 121
- Federn
zweite Klemmbacke
- 130
- optischer
Sensor
- 131
- Sensorelement
- 132
- Öffnung
- 133
- Kegel
- 140
- optischer
Sensor
- 141
- Fahne
- 200
- Öffnung
- 900
- vorangehende
Vorrichtung
- 1000
- Vorrichtung
mit Transporteinheit für
Stapel blattförmiger
Bedruckstoffe
- AL
- Ablage
- DE
- Bindeeinheit
- M1
- Transporteinheit
- M2
- Transporteinheit
- M3
- Transporteinheit
- R
- Rotationsrichtung
- RT
- Rütteltisch
- S
- Schwerpunktsachse