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Papiersortieranlage Die Erfindung betrifft eine Papiersortieranlage
zum Aussortieren fehlerhafter Bogen aus einem kontinuierlichen Strom einzelner Papierbogen
mit einer elektronischen Abtastanlage.
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Derartige Papiersortieranlagen dienen dazu, fehlerhafte Papierbogen
zu ermitteln und auszuschneiden, bevor die Papierbogen einer weiteren Verarbeitung
zugeführt werden. Besondere Sorgfalt muß bei derartigen Anlagen darauf gerichtet
werden, daß durch die verschiedenen Einrichtungen nicht neue Beschädigungen, z.
13. Schleifspuren oder Druckstellen, auf dem Papierbogen hervorgerufen werden. Derartige
Beschädigungen können insbesondere dort auftreten, wo die Papierbogen umgelenkt
und von Greif- oder Transporteinrichtungen erfaßt werden.
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Es sind bereits Anlagen zum Sortieren und Ausscheiden fehlerhafter
Papierbogen bekanntgeworden.
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Derartige Anlagen sind entweder mit einer beweglichen Weichenzunge,
die in die Papierförderbahn geschwenkt wird, falls ein Papierbogen aus dem kontinuierlich
vorbeifließenden Strom einzelner Bogen aussortiert werden soll, ausgerüstet, oder
es wird ein Bereich des Förderbandes aus der normalen Förderrichtung verschwenkt,
wenn ein Fehlbogen das Förderband an dieser Stelle passiert. Bei der erstgenannten
Anordnung kann der Papierbogen mit seiner Stirnkante gegen die Weichenzunge stoßen
und beschädigt werden. Im zweiten Falle ist keine sichere Führung der auf dem Förderband
bewegten Papierbogen gegeben, da derartige Einrichtungen im allgemeinen ohne Obergurt
arbeiten. Zudem bedingt das Verschwenken eines bestimmten Fördergurtbereiches einen
beträchtlichen Konstruktionsmittelaufwand.
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Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung werden die Fehlbogen durch
Verschiebung von mitlaufenden Rollen aus ihrer Bahn abgelenkt und einer feststehenden
Leitvorrichtung zugeführt. Bei dieser Vorrichtung werden auf einer Tragplatte angeordnete,
zur Führung eines Unter- und Obergurtes dienende Leitrollen um eine feststehende
gemeinsame Achse (Pendelrahmen) verschwenkt, so daß die auszuscheidenden Bogen von
der normalen Bewegungsrichtung abgeleitet werden. Der Ablenkvorgang erfolgt dabei
derart, daß das in Bewegungsrichtung vorn liegende Ende des oberen Trums eines Unterfördergurtes
durch Schwenken der Umlenkrolle abgelenkt und dabei ein Teil des mit diesem Trum
zusammenwirkenden Oberfördergurtes durch eine mit der vorgenannten Umleitrolle auf
einer Platte angeordnete Leitrolle mit dem abgewinkelten Ende des Unterförderbandes
in Berührung gehalten wird. Bei dieser Vorrichtung liegt eine außerordentlich hohe
Beanspruchung des Ober-
fördergurtes vor. Die aufzubringenden Verschwenkkräfte sind
beträchtlich, da die Verschwenkung gegen die elastische Trumspannung des Oberfördergurtes
bei Längung der mit dem Unterfördergurt zusammenwirkenden Trumlage erfolgen muß.
Dadurch können Verzögerungen bei der Ausführung des von der Abtastanlage übermittelten
Verschwenkbefehles eintreten, so daß die Verschwenkung des entsprechenden Förderbandbereiches
phasenverschoben zu dem auszuscheidenden Fehlbogen erfolgt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Papiersortieranlage
zum Aussortieren fehlerhafter Bogen aus einem kontinuierlichen Strom einzelner Papierbogen
zu schaffen, bei der ein absolut sicheres Ausscheiden der fehlerhaften Bogen gewährleistet
ist und die vorbeschriebenen Nachteile vermieden sind.
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer elektronischen
Abtastanlage und einem von dieser Abtastanlage gesteuerten Pendelrahmen, einer zwischen
der Abtastanlage und dem Pendelrahmen vorgesehenen, aus zwei Bändern bestehenden
Band führung sowie einer im Bereich des Pendelrahmens angeordneten oberen ersten
und einer unteren zweiten Zweigbandführung, welche je einen Sammelzylinder enthalten
sowie einer dem Pendelrahmen nachgeschalteten Weiche, wobei nach deren Weichenzunge
das obere Förderband der Bandführung mit einem weiteren unteren Förderband die erste
Zweigbandführung und das untere Förderband der Bandführung mit einem weiteren oberen
Förderband die zweite Zweigbandführung bildet. Die vorstehende Aufgabe wird dadurch
gelöst, daß der Pendelrahmen zwei unmittelbar vor dem Einlaufbereich der Weichenzunge
angeordnete, mit dem Pendelrahmen um eine Achse verschwenkbare Kreissegmentwalzen
sowie eine mit einem Steuernocken - bei dem Auftreten von Fehlbogen - im Eingriff
stehende Führungsrolle und einen mit einer durch eine elektronische Abtastanlage
gesteuerten Klinke zusammenwirkenden Anschlag trägt, wobei die Kreissegmentwalzen
die von der
Bandführung zugeführten Bogen in einem Spalt aufnehmen
und zwangläufig in die dem Pendelrahmen durch die Abtastanlage vorbestimmte Richtung
ableiten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein ortsfest gelagerter
Steuernocken angeordnet sein und der Pendelrahmen eine an einem Vorsprung gelagerte
Führungsrolle aufweisen, welche durch eine gleichfalls an diesem Vorsprung angelenkte
Feder mit der Steuerkurve des Steuernockens zusammenwirkt.
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Ferner kann ein in einem ortsfesten Punkt schwenkbar gelagerter Riegel
mit einem Anschlag am Pendelrahmen zusammenwirken und ein Stellglied am Pendelrahmen
aufweisen, das den Riegel mit dem Anschlag je nach Erfordernis in Eingriff bringt.
Als Stellglied für den Riegel kann ein von der Abtastanlage gesteuerter Elektromagnet
verwendet werden.
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Der ortsfest gelagerte Steuernocken, welcher mit der am Vorsprung
des Pendelrahmens gelagerten Führungsrolle beim Auftreten von Fehlbogen zusammenwirkt,
steht mit den Kreissegmentwalzen, welche auf dem verschwenkbaren Pendelrahmen gelagert
sind, in Antriebsverbindung. Dabei ist die Antriebsverbindung zwischen den Kreissegmentwalzen
und dem Steuernocken derart gewählt, daß der Steuernocken der Führungsrolle am Vorsprung
des Pendelrahmens seinen kleinsten Druchmesser zuwendet, solange die Kreissegmentwalzen
miteinander in Wirkverbindung stehen.
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Die Weichenzunge der Sortiervorrichtung kann unbeweglich oder beweglich
angeordnet sein.
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Ein weiteres zweckmäßiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß
die Sammelwalzen in an sich bekannter Weise mit einer neben den Förderbändern in
Abhängigkeit vom Drehwinkel der Sammelwalzen betätigbaren, den jeweils zugeführten
Bogen beaufschlagenden, verschwenkbar an der betreffenden Sammelwalze gelagerten
Bogenklemme versehen ist und daß nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Bogensektor
mindestens bis zu der Stelle reicht, an der die Bogenklemme den Bogen sicher erfaßt
hat.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Papiersortieranlage, der bereits
fertiggeschnittene einzelne Bogen zugeführt werden, F i g. 2 eine ähnliche Papiersortieranlage,
der eine Papierbahn von einer Rolle zugeführt wird, und F 1 g. 3 bis 5 schematische
Seitenansichten der Weiche in verschiedenen Schaltstellungen.
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Durch ein Führungswalzenpaar 10 wird einer elektronischen Abtastanlage
12 ein kontinuierlicher Strom einzelner ausgerichteter Papierbogen zugeführt. Die
Abtastanlage weist einen ersten Abtastkopf 14 und einen zweiten Abtastkopf 16 auf,
welche je eine Seite des Bogens kontrollieren. Die beiden Abtastköpfe 14 und 16
sind durch eine Bandführung 18 miteinander verbunden. Nach dem Verlassen des Abtastkopfes
16 werden die Bogen von einer Bandführung 20 erfaßt, welche aus einem oberen Förderband
22 und einem unteren Förderband 24 besteht.
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Diese Förderbänder 22 und 24 verlaufen parallel zueinander, die Bandführung
20 bildend, bis zu einer um eine zur Bandförderrichtung senkrechten Achse in der
Weiche 25 rotierenden Walze 26. Dort trennt sich das obere Förderband 22 vom unteren
Förderband 24, welches aus der bisherigen Bewegungsrichtung abgelenkt wird, während
das obere Förderband
22 seine bisherige Richtung bis zu einer am Ende der Weiche
25 angeordneten, zur Walze 26 parallelen Walze 28 beibehält. In dem von den beiden
auseinanderstrebenden Enden der beiden Förderbänder 22 und 24 gebildeten Winkel
ist unbeweglich eine keilförmige Weichenzunge 30 angeordnet, welche mit ihren beiden
Seitenflächen 32 und 34 mit dem oberen Förderband 22 bzw. dem unteren Förderband
24 zur Bogenführung zusammenwirkt. Am Ende der Weichenzunge30 sind Umlenkwalzen
36 und 38 angeordnet, über welche ein mit dem oberen Förderband 22 zusammenwirkendes
weiteres unteres Förderband 40 sowie ein mit dem unteren Förderband 24 zusammenwirkendes
weiteres oberes Förderband 42 mit den Förderbändern 22 und 24 in Eingriff gebracht
werden. Über weitere Umlenkwalzen 44 und 46 wird das untere Förderband 24 wieder
an das den Anfang der Bandführung 20 bildende Walzenpaar 48 zurückgeführt. Das obere
Förderband 22 wird zunächst über eine mit der ersten Sammelwalze 50 zusammenwirkende
Walze 52 geführt und dann über Umlenkwalzen 54 und 56 ebenfalls wieder dem Walzenpaar
48 zugeleitet. Das obere Förderband 22 bildet zusammen mit dem weiteren unteren
Förderband 40 eine erste Zweigbandführung 58 und das untere Förderband 42 eine zweite
Zweigbandführung 60.
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Die Weiche 25 wird betätigt durch einen Pendelrahmen 62, welcher
zur Walze 26 parallele Kreissegmentwalzen 64 und 66 aufnimmt. Die Kreissegmentwalzen
weisen gleichen Durchmesser auf und sind derart angeordnet, daß bei gegensinniger
Rotation die Segmente jeweils symmetrisch zum Walzenspalt 68 liegen. Der Pendelrahmen
62 ist um eine zu den Walzen parallele Achse 70 verschwenkbar. Er ist mit einem
Anschlag 72 ausgerüstet, der in noch zu erläuternder Weise mit einem als Winkelhebel
ausgebildeten Riegel 74 zusammenwirkt. Außerdem weist der Pendelrahmen an einem
vorspringenden Arm 76 eine Führungsrolle 78 auf. An dem Arm 76 greift eine Zugfeder
80 an, welche die Führungsrolle 78 gegen die Steuerkurve 82 eines Steuernockens
84 zieht. Die Steuerkurve 82 ist kongruent zum Querschnitt der Kreissegmentwalzen
64 und 66 und rotiert mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kreissegmentwalzen,
was durch eine von der Kreissegmentwalze 64 zum Steuemocken 84 reichende Kette von
Zahnrädern 86, 88, 90, 92 und 94 bewirkt wird. Der Steuernocken 84 ist in seiner
Winkelstellung derart ausgerichtet, daß er jeweils dasjenige Oberflächenelement
der Steuerkurve 82 der Führungsrolle 78 zuwendet, dessen entsprechendes Umfangselement
sich an den beiden Kreissegmentwalzen 64 und 66 jeweils an der vom Walzenspalt abgewandten
Seite der Kreissegmentwalzen befindet.
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Der Riegel 74 stützt durch den Anschlag 72 den Pendelrahmen 62 in
einer Stellung ab, in der die Führungsrolle 78 auf demjenigen Umfangsteil des Steuernockens
84 aufliegt, der den größten Durchmesser aufweist. Der Riegel 74 hat die Gestalt
eines Winkelhebels, dessen einer Schenkel 96 den Anschlag 72 abstützt und dessen
anderer Schenkel 98 mit einem Elektromagneten 100 verbunden ist. Der Elektromagnet
100 wird von der Abtastanlage 12 mit entsprechender Verzögerung immer dann betätigt,
wenn die Abtastköpfe 12 oder 14 einen fehlerhaften Bogen ermittelt haben. Bei Betätigung
des Elektromagneten 100 wird der Arm 96 unter dem Anschlag 72 hervorgeschwenkt,
so daß sich der Pendelrahmen 62 unter
Wirkung der Feder 80 an die
Steuerkurve 82 anlegen kann.
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In der abgestützten Stellung des Pendelrahmens 62 liegt der Walzenspalt
68 zwischen den Kreissegmentwalzen 64 und 66 in der vom oberen Förderband 22 durchlaufenden
Förderebene. In seiner dem kleinsten Durchmesser der Steuerkurve 82 entsprechenden
Stellung liegt der Walzenspalt 68 dagegen in der durch das untere Förderband 24
zwischen der Walze 26 und der Umlenkwalze 44 durchlaufenden Förderebene.
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Die an die Weiche 25 anschließende erste Zweigbandführung 58 führt
zu der von der Sammelwalze 50 abgewandten Seite der Walze 52. Das weitere untere
Förderband 40 umschlingt die Walze 52, bis sie an der Sammelwalze 50 anliegt, und
folgt dem Umfang dieser Sammelwalze über einen Bogen von etwa 1500, um dann in tangentialer
Richtung zu einer Umlenkwalze 102 weitergeführt zu werden und von dieser Umlenkwalze
wieder zurück zur Umlenkwalze 36 zu verlaufen. Die Umlenkwalze 54 ist ebenfalls
unmittelbar neben der Walze 52 nahe dem Umfang der Sammelwalze50 angeordnet, so
daß ein durch die erste Zweigbandführung 58 beförderter Bogen durch die Walze 52
und die Walze 54 so gegen die Sammelwalze 50 geführt wird, daß er zwischen der Sammelwalze
50 und dem unteren Förderband 40 eingeklemmt wird. Um einen Drehpunkt 104 auf der
Sammelwalze 50 verschwenkbar, ist eine Bogenklemme 106 auf der Sammelwalze 50 befestigt.
Diese Bogenklemme ist derart ausgebildet, daß sie seitlich von den Förderbändern
die auf der Walze 50 befindlichen Bogen festklemmen kann. Zu diesem Zweck wird die
Bogenklemme durch nicht dargestellte Mittel in Abhängigkeit von der Winkelstellung
der Sammelwalze 50 gesteuert. Diese Steuerung erfolgt derart, daß die Bogenklemme
106 die Bogen spätestens an der Stelle sicher erfaßt hat, an der sich das untere
Förderband 40 vom Anfang der Sammelwalze 50 löst.
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Die Steuerung hebt die Bogenklemme 106 wieder von der Sammelwalze
50 ab, bevor die von der Bogenklemme beaufschlagte Stelle des Walzenumfanges die
Umlenkwalze 54 erreicht, damit ein neuer Bogen auf die Sammelwalze geführt werden
kann. Um trotzdem eine sichere Führung der auf der Sammelwalze befindlichen Bogen
zu gewährleisten und ein Flattern der Bogen zu verhindern, wird der größte Teil
der nicht vom Förderband 40 bzw. der Umlenkwalze 54 gesicherten Teile des Umfanges
der Sammelwalze 50 von einem über drei Walzen 108, 110, 112 geführten Führungsband
114 umspannt. Nach einer gewissen Anzahl von Umdrehungen wird die Bogenklemme 106
während einer Umdrehung nach Passieren der Walze 52 nicht zum Anliegen an den Bogen
gebracht, wodurch die Bogen zusammen mit dem unteren Förderband 40 gebündelt die
Sammelwalze verlassen. Sie werden durch das Förderband 40 einer Bandführung 116
zugeleitet, welche sie mit einer Geschwindigkeit dem Ablagestapel 118 zuführt, die
den Bruchteil der ursprünglichen Bandfördergeschwindigkeit beträgt, der der Anzahl
der jeweils gebündelten Einzelbogen entspricht.
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In gleicher Weise wird das untere Förderband 42 um eine Sammelwalze
120 geführt, wobei wegen der anderen räumlichen Anordnung dieser Walze in der Gesamtanlage
auf besondere Umlenkwalzen verzichtet werden kann. Auch hier werden die Bogen zunächst
über einen großen Teil des Sammelwalzen-
umfanges durch das Förderband 42 geführt,
bevor die hier in gleicher Weise betätigte Bogenklemme 122 die Bogen endgültig erfaßt.
Ein Führungsband 124 dient genau der gleichen Aufgabe wie das Führungsband 114 auf
der Sammelwalze 50. Nach dem Verlassen der Sammelwalze 120 werden die gebündelten
Bogen bis zu einer Umlenkwalze 126 von dem Förderband 42 geführt, welches dann über
weitere Umlenkwalzen 128 und 130 wieder zur Umlenkwalze 38 zurückgeführt wird. Nach
Verlassen des Förderbandes 42 werden die gebündelten Bogen durch eine weitere Bandführung
132 einem Stapel 134 zugeführt.
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Die in F i g. 2 dargestellte Anlage zeigt eine Papierrolle 136, welche
in einem Ständer 138 gelagert ist.
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Über Spannwalzen 140, 142 und 144 wird das von der Rolle abgewickelte
Papierband einer Abtasteinrichtung 146 zugeführt, die im wesentlichen der Abtastanlage
12 entspricht. Über Walzenpaare 148 und 150 wird das Papierband einem Querschneider
152 zugeführt, welcher das Band in einzelne Bogen zerschneidet, worauf die Bogen
über ein weiteres Walzenpaar 154 der bereits in F i g. 1 dargestellten Bandführung
20 zugeführt werden. Die weitere Anordnung entspricht der in F i g. 1 dargestellten.
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Ein durch die Bandführung 20 der Weiche zugeführter Bogen wird, solange
der Pendelrahmen 62 durch den Riegel 74 abgestützt ist, in seiner ursprünglichen
Bewegungsrichtung weiterbefördert, und zwar wird er nach dem Passieren der Walze
26 von den beiden Kreissegmentwalzen 64 und 66 erfaßt und in den Spalt zwischen
der oberen Bandführung 22 und der Seitenfläche 32 der Weichenzunge 30 geschoben.
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Auf diese Weise wird ein Aufprall des Bogens auf Teile der Weiche
vermieden. Nach der Führung des Bogens zwischen dem Förderband 22 und der Seitenfläche
32 gleitet der Bogen in die erste Zweigbandführung 58 und wird durch diese der Sammelwalze
50 zugeführt.
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Sobald die Abtastanlage 12 einen fehlerhaften Bogen ermittelt hat,
wird mit einer der Transportzeit des Bogens von der Abtastanlage 12 bis zur Walze
26 entsprechenden Verzögerung der Magnet 100 betätigt und dadurch der Riegel 74
verschwenkt. Die Feder 40 hat dadurch die Möglichkeit, die Führungsrollen 78 an
der Steuerkurve 82 in Anlage zu halten. Da beim Auslösen des Magneten 100 die Bogenvorderkante
den Walzenspalt 68 noch nicht erreicht hat, befinden sich die beiden Kreissegmente
der Segmentwalze noch nicht in ihrer zusammenwirkenden Stellung. In entsprechender
Weise befindet sich immer noch der Steuerkurventeil mit dem größten Durchmesser
in Anlage an der Führungsrolle78. Bei der weiteren Rotation der Kreissegmentwalze
und des Steuernockens 84 läuft die Führungsrolle 78 auf den Teil der Steuerkurve
mit dem kleinsten Durchmesser, und der Pendelrahmen verschwenkt sich dadurch in
seine andere Grenzstellung, in welcher die nun zum Eingriff kommenden Kreissegmente
der Segmentwalzen 64 und 66 den Walzenspalt in der Ebene des Förderbandes 24 bilden.
Es soll hier noch bemerkt werden, daß das Verschwenken des Pendelrahmens mit Hilfe
der Steuerkurve sanft erfolgt, so daß unzulässige Beschleunigungskräfte bzw. Stöße
vermieden werden.
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Der auf die nun verschwenkten Kreissegmentwalzen treffende Bogen wird
durch die in seiner Bewegungsrichtung rotierende Kreissegmentwalze 64 stoßfrei aus
einer Bahn abgedrängt, in den Walzenspalt 68 geführt und bewegt sich dann weiter
längs der Seitenfläche 34
der Weichenzunge 30 und durch die zweite
Zweigbandführung 60 in Richtung auf die Sammelwalze 120, wo er in gleicher Weise
behandelt wird wie der andere Bogen auf der Sammelwalze 50.
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Da der Bogen durch die beiden Kreissegmentwalzen abgelenkt wird,
kann bei normalen Bandgeschwindigkeiten die Weichenzunge unbeweglich ausgeführt
werden. Bei sehr hohen Bandgeschwindigkeiten kann es erforderlich werden, auch die
Weichenzunge ver schwenkbar auszubilden, wodurch jedoch die eingangs geschilderten
Nachteile nicht auftreten können, da in jedem Fall zuerst die Kreissegmentwalzen
die Bogen aus ihrer Bahn ablenken.
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Der der Sammelwalze 50 zugeführte Bogen wird um die Walze 52 umgelenkt
und, wie oben beschrieben, zwischen der Sammelwalze 50 und dem Förderband 40 festgeklemmt.
Während der Bewegung des Bogens durch den vom Förderband 40 beaufschlagten Umfangssektor
wird die Bogenklemme 106 in ihre Klemmstellung gebracht. Da dazu die ganze Zeit
zur Verfügung steht, in welcher die Bogenklemme den vom Förderband 40 beaufschlagten
Sektor durchläuft, kann diese Klemmbewegung mit relativ geringer Geschwindigkeit
ausgeführt werden. Vor allem kann durch einen geeigneten Steuermechanismus die Bogenklemme
106 kurz vor dem Auftreffen erheblich verzögert werden, so daß ein sanfter Eingriff
erfolgt, durch welchen Beschädigungen des Bogens vermieden werden.
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Bei der in F i g. 2 dargestellten Papiersortieranlage müssen der
Querschneider 152, die Abtastanlage 146 und der Magnet 100 derart synchronisiert
sein, daß der Querschneider jeweils die von der Abtastanlage 146 erfolgte fehlerhafte
Bandstelle als Bogen aus dem Band herausschneidet und daß der Manget 100 die Weiche,
d. h. den Pendelrahmen 62, dann verschwenkt, wenn dieser herausgeschnittene fehlerhafte
Bogen die Weiche 25 erreicht.