DE19611149A1 - Vorrichtung zum Erfassen der Stapelhöhe und zum Nachführen eines Stapels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfas­ sen der Stapelhöhe und zum Nachführen eines Stapels in einem Bogenanleger/Tafelanleger einer bogenver­ arbeitenden/tafelverarbeitenden Maschine insbeson­ dere einer Druck- oder Lackiermaschine, wobei der Stapel von aufeinanderliegenden, flächigen Gütern, insbesondere Bogen, Blechtafeln oder dergleichen, gebildet ist, mit mindestens einem Stapelhöhenfüh­ ler, mindestens einem Hubmittel und mindestens ei­ nem Niederhalter.

Der Stapel von flächig aufeinanderliegenden Gütern, wie Bogen, Blechtafeln oder dergleichen, ist bei der Förderung der Güter entsprechend den Anforde­ rungen der Gutabnahme durch nachgeordnete Trenn- und Fördermittel im Bogenanleger einer bogenverar­ beitenden Maschine nachzustellen. Hierdurch nimmt das zuoberst liegende Gut die für eine Weiterver­ arbeitung optimale Position ein, so daß das Abheben vom Stapel, beispielsweise mittels Hubsaugern, und das Einbringen in die bogenverarbeitende Maschine, beispielsweise mittels Schwingsaugern, präzise, störungsfrei und mit hoher Geschwindigkeit möglich ist.

Bekannte Vorrichtungen weisen einen Stapelhöhen­ fühler auf, der als mechanischer Rollenhebelschal­ ter ausgebildet ist. Seine Tastrolle liegt auf der obersten Tafel des Stapels auf. Nachstehend wird für das flächige Gut der Begriff "Tafel" verwendet, der jedoch keine Beschränkung der Erfindung dar­ stellt, da die erfindungsgemäße Vorrichtung glei­ chermaßen für Bogen, zum Beispiel aus Papier, Blechtafeln und beliebig andere, flächige Gebilde verwendet werden kann. Aufgrund der Konstruktion des mechanischen Rollenhebelschalters besteht zwi­ schen seinen Schaltpunkten eine relativ große Hys­ terese, mit der Folge, daß die jeweilige Position der zuoberst liegenden Tafel in einem weiten Be­ reich schwankt. Die Stapelhöhe nimmt daher sehr weit ab, bevor der untere Schaltpunkt des Rollenhe­ belschalters erreicht ist und der gesamte Stapel - beispielsweise durch Anheben eines Stapeltisches - nach­ gestellt wird. Mithin liegt die optimale Höhe für den Tafellauf nur periodisch vor und ist bei relativ weit abgesunkenem Stapel nicht mehr gege­ ben.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Tafeln durch Spreizmagnete und/oder Blasdüsen nur noch un­ genügend voneinander separiert werden, da aufgrund einer weit abgesunkenen Stapelhöhe der optimale Wirkungsbereich der Spreizmagnete beziehungsweise Blasdüsen verlassen wird. Dies hat zur Folge, daß aneinanderhaftende Tafeln (Doppeltafeln) gefördert werden, die in einer gesonderten, hier nicht näher beschriebenen Ausschleusvorrichtung aus dem norma­ len Tafellauf ausgeschleust werden müssen, bevor sie in nachfolgend angeordnete Druck- oder Lackier­ maschinen oder dergleichen gelangen. Diese Aus­ schleusung und die gesonderte Behandlung führen zu einem hohen zusätzlichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vor­ stehend erwähnten Nachteile zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Niederhalter ein sich auf das jeweils zu­ oberst liegende Gut des Stapels absenkendes bezie­ hungsweise dieses Gut freigebendes, getaktetes Nie­ derhaltelement aufweist und daß der Stapelhöhenfüh­ ler die Stapelhöhe im Niederhaltbereich des Nieder­ haltelements erfaßt. Aufgrund des getaktet arbei­ tenden Niederhalters wird im Moment des Niederhal­ tens des zuoberst liegenden Gutes die Stapelhöhe korrekt erfaßt, da die Güter im Bereich des Nieder­ halters und des Stapelhöhenfühlers ohne Bildung von Zwischenräumen aufeinanderliegen, so daß der Sta­ pelhöhenfühler korrekt die Position der zuoberst liegenden Tafel erfassen kann. Hierzu sensiert er die Stapelhöhe im Niederhaltbereich, daß heißt in einem Bereich, in dem sämtliche Güter des Stapels ohne Zwischenräume aufeinanderliegen. Fehler, die bei den bekannten Vorrichtungen dadurch entstehen, daß die oberste Tafel bereits vom Stapel angehoben ist und daher vom Stapelhöhenfühler nur eine mehr oder weniger undefinierte Stapelhöhe erfaßt werden kann, werden dadurch vermieden. Die im Stand der Technik auftretenden Fehler ergeben sich insbeson­ dere daraus, daß die zuoberst liegende Tafel von zwei beabstandet zueinander angeordneten Hubsaugern angehoben wird und dabei mehr oder weniger stark durchhängt, wobei der Grad des Durchhängens unter anderem von der Dicke der Tafel, von der Größe des Abstandes der Hubsauger, vom Material der Tafel und von der vom Hubsauger eingenommen Winkellage abhän­ gig ist. Erfindungsgemäß sorgt das getaktet absen­ kende Niederhaltelement dafür, daß stets die kor­ rekte Position der Stapeloberkante erfaßt und dementsprechend präzise der Stapel durch Anheben des Stapeltisches nachgeführt werden kann. Durch das erfindungsgemäße Takten ist sichergestellt, daß das Niederhalten dann nicht mehr erfolgt, wenn der Transport der Tafel in die bogenverarbeitende Ma­ schine erfolgt. Dies verhindert Beschädigungen, insbesondere ein Verkratzen der zumeist äußerst empfindlichen Tafeloberflächen. Niederhalter sind bei Vorrichtungen der hier in Rede stehenden Art an sich bekannt. Diese sind jedoch starr und dicht oberhalb der Stapeloberkante angeordnet. Es kommt deshalb immer wieder vor, daß die Tafeln zu stark niedergehalten oder sogar eingeklemmt werden, wenn der Stapeltisch bei einem Stapelwechsel zu hoch ge­ fahren wird. Die dann eingeklemmten Tafeln können nicht mehr gefördert werden. Es ist überdies be­ kannt, federnde Niederhalter einzusetzen, die per­ manent mit Federkraft auf die zuoberst liegende Ta­ fel drücken. Dies hat jedoch den bereits vorstehend erwähnten Nachteil, daß beim Fördern der zuoberst liegenden Tafel diese durch den Niederhalter auf die darunterliegende Tafel gedrückt wird, so daß eine Beschädigung der Tafeloberflächen unvermeid­ lich ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Taktung des Niederhalters ist einerseits - bei abgesenktem Niederhalter - eine präzise Ermittlung der Stapel­ höhe und andererseits ein beschädigungsfreie Hand­ habung der Tafeln bei deren Freigabe, also bei ei­ nem nicht Beaufschlagen durch das Niederhaltele­ ment, möglich.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß der Stapelhöhenfühler ein berührungslos arbeitender Sensor ist. Besonders bevorzugt ist er als kapazitiver Sensor ausgebildet. Der berührungs­ los arbeitende Sensor hat gegenüber dem bekannten Rollenhebelschalter den Vorteil, daß er bei der Handhabung der Tafeln, beispielsweise beim Einbrin­ gen eines neuen Stapels, nicht stört. Ferner er­ laubt ein kapazitiver Sensor eine präzise Erfassung der Stapelhöhe, ohne daß sich eine Hysterese stö­ rend bemerkbar macht. Die Bestimmung der Höhenposi­ tion kann mit einem derartigen Sensor auf wenige Millimeter genau erfolgen, während Hystereseer­ scheinungen beim bekannten Rollenhebelschalter mit circa 15 mm üblich sind. Ferner haben berührungslos arbeitende Sensoren den Vorteil, daß kein mechani­ scher Verschleiß auftritt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß das Niederhaltelement zyklisch im Ar­ beitstakt der bogenverarbeitenden Maschine ange­ steuert wird. Insbesondere ist vorgesehen, daß wäh­ rend des durch das Hubmittel erfolgende Anhebens des obersten Guts das Niederhaltelement auf das Gut abgesenkt ist. Dies bedeutet, daß im Niederhaltbe­ reich das Gut niedergehalten und - im Abstand davon - die Hubmittel, beispielsweise mehrere Hubsauger, übrige Bereiche der Tafel leicht anheben. Die Fle­ xibilität derartiger Tafeln gestattet dieses Vorge­ hen. Durch das bereichsweise Anheben wird die ent­ sprechende Tafel auf die sich anschließende Beför­ derung, beispielsweise mittels Schwingsauger, um sie in die tafelverarbeitende Maschine einzuführen, vorbereitet. Gleichzeitig werden anhaftende Tafeln durch Spreizmagnete und/oder unterblasen mittels geeignet installierter Blasdüsen separiert. Während dieses Vorgehens erfolgt - aufgrund des Niederhal­ tens der Tafel im Niederhaltbereich - die Stapelhö­ henmessung, so daß insgesamt eine optimal kurze Taktzeit gefahren werden kann.

Insbesondere ist vorgesehen, daß das Niederhaltele­ ment einen Randbereich, vorzugsweise die Hinter­ kante - in Förderrichtung betrachtet - des Guts be­ aufschlagt. Insbesondere beaufschlagt der Nieder­ halter die Mitte der Hinterkante des zuoberst auf dem Stapel liegenden Guts. Der Niederhalter ermög­ licht aufgrund seines Arbeitstakts eine hochpräzise Messung der Position der zuoberst liegenden Tafel, unabhängig davon, ob dünne oder dicke Tafeln gefah­ ren werden und unabhängig davon, aus welchem Mater­ ial die Tafeln sind. Das Einbringen der Tafeln in die tafelverarbeitende beziehungsweise bogenverar­ beitende Maschine erfolgt aufgrund des erfindungs­ gemäßen Vorgehens störungsfrei, unabhängig davon, ob die Tafeln stark oder nur schwach aufgefächert sind. Das vorzugsweise in der Mitte der Tafelhin­ terkante angreifende Niederhaltelement gibt die Ta­ feln zyklisch frei, sobald sie gefördert werden. Dieses Fördern kann beispielsweise durch einen Schwingsauger vorgenommen werden. Durch das Freige­ ben sind Oberflächenbeschädigungen der Tafeln, zum Beispiel Verkratzen, ausgeschlossen.

Der Niederhalter ist bevorzugt als Kolben/Zylinder­ einheit ausgebildet. Auch der Hubsauger kann als Kolben/Zylindereinheit ausgebildet sein, wobei vor­ zugsweise Niederhalter und Hubsauger im gleichen Takt angesteuert werden. Dieses Ansteuern im glei­ chen Takt kann bevorzugt durch ein und dasselbe An­ steuerelement, beispielsweise ein Ventil, insbeson­ dere ein Pneumatikventil, erfolgen. Niederhalter und Hubsauger sind insbesondere als Pneumatik-Kol­ ben/Zylindereinheit ausgebildet, wobei aufgrund dieser Ausgestaltung größtenteils gleiche Teile für die Herstellung dieser beiden Elemente verwendet werden können.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Quertraverse eines nicht näher dar­ gestellten Tafelanlegers einer Druck- be­ ziehungsweise Lackiermaschine,

Fig. 2 einen Stapelhöhenfühler sowie einen Nie­ derhalter des Tafelanlegers in Richtung der Pfeile A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Niederhalters und

Fig. 4 eine Schnittansicht des Niederhalters.

Die Fig. 1 zeigt eine Quertraverse 1 eines nicht näher dargestellten Tafelanlegers einer Druckma­ schine für Blechtafeln (nachstehend "Tafeln" ge­ nannt). An der Quertraverse 1 sind verstellbar ein Stapelhöhenfühler 2, ein Niederhalter 3, ein induk­ tiver Sensor 4, zwei Hubsauger 5 und zwei Spreiz­ magnete 6 unter anderem befestigt. Mittels Klemmhe­ bel 7 läßt sich die jeweils gewählte Einstellung der Spreizmagnete 6 und der Hubsauger 5 an der Quertraverse 1 fixieren. Stapelhöhenfühler 2, Nie­ derhalter 3 und induktiver Sensor 4 sind an einem Haltewinkel 8 (vergleiche auch Fig. 2) befestigt, wobei der Haltewinkel 8 etwa mittig an der Quertra­ verse 1 befestigt ist. Beidseitig des Haltewinkels 8 befinden sich - beabstandet zu diesem - die beiden Spreizmagnete 6. Ihnen folgen weiter außenliegend die Hubsauger 5, ebenfalls beidseitig zum Haltewin­ kel 8 liegend angeordnet. Der Niederhalter 3 und die beiden Hubsauger 5 sind über zumindest be­ reichsweise flexible Leitungen 9 an eine Unter­ druckleitung 10 angeschlossen, die zu einem Pneuma­ tikventil 11 führt, das als Magnetventil ausgebil­ det und an eine Vakuumquelle 12 angeschlossen ist.

Gemäß Fig. 2 kann die Höhe des Haltewinkels 8 mit einer Einstellvorrichtung 13 zur individuellen, op­ timalen Tafelförderung eingestellt werden. Hierzu weist die Einstellvorrichtung 13 einen Handgriff 14 auf, mit dem ein Gewindestift 15 verdreht werden kann, der mit einer gestellfest angeordneten Mutter 16 zusammenwirkt. Durch das Drehen des Handgriffs 14 läßt sich die Höhe des Haltewinkels 8 verstel­ len. Mit einem Klemmhebel 7 kann die eingestellte Höhe fixiert werden.

Die Fig. 3 verdeutlicht den Aufbau des Niederhal­ ters 3, der als pneumatische Kolben/Zylindereinheit 17 ausgebildet ist. Er weist ein Niederhaltelement 18 auf, das von der Kolbenstange 19 eines Kolbens 20 (Fig. 4) gebildet ist. Am freien Ende trägt das Niederhaltelement 18 einen Gummi 21, als Schutz vor einem Verkratzen der Tafeln. Der Kolben 20 bewegt sich in einem Zylinder 22, an den die Leitung 9 an­ geschlossen ist. Die Kolbenstange 19 wird im Innern des Zylinders 22 von einer Schraubendruckfeder 23 umwendelt. Liegt kein Unterdruck am Zylinder 22 an, so hält die Schraubendruckfeder 23 das Niederhalt­ element 18 in hochgefahrener Stellung, so daß es nicht mit der zuoberst liegenden Tafel zusammen­ wirkt, sondern beabstandet zu dieser liegt. Wird Unterdruck im Zylinder 22 erzeugt, so wird die Kol­ benstange 19 unter Komprimierung der Schrauben­ druckfeder 23 ausgefahren, so daß der Gummi 21 auf die zuoberst liegende Tafel tritt.

Die Hubsauger 5 weisen Saugnäpfe 24 auf (Fig. 1), die beabstandet zum Niederhalter 3 liegen. Mittels der Saugnäpfe 24 kann die zuoberst liegende Tafel gehalten und angehoben werden. Die Spreizmagnete 6 sind derart angeordnet, daß auf einen sich unter­ halb der Quertraverse 1 befindlichen Tafelstapel seitlich eingewirkt wird, daß heißt, während Sta­ pelhöhenfühler 2, Niederhalter 3 und induktiver Sensor 4 von oben her auf den Stapel einwirken, sorgen die Spreizmagnete 6 und gegebenenfalls nicht dargestellte Blasdüsen dafür, daß eine Separierung der jeweils abgenommen, obersten Tafel vom übrigen Stapel problemlos, also ohne Abheben von Doppelta­ feln, erfolgen kann.

Es ergibt sich folgende Funktionsweise:
Wie bereits erwähnt, befindet sich unterhalb der Quertraverse 1 ein von Tafeln gebildeter Stapel, wobei die jeweils zuoberst liegende Tafel durch An­ heben separiert und dann mittels nicht dargestell­ ter Beförderungsmittel, beispielsweise Schwingsau­ ger in die nicht dargestellte Druck- beziehungs­ weise Lackiermaschine einzeln eingebracht wird. Hierzu wird das Pneumatikventil 11 zyklisch im Ar­ beitstakt der Druck- beziehungsweise Lackierma­ schine angesteuert, wobei gleichzeitig eine Akti­ vierung von Niederhalter 3 und Hubsaugern 5 er­ folgt. Das Niederhaltelement 18 des Niederhalters 3 fährt beim Ansteuern aus und setzt auf die Mitte der Hinterkante der zuoberst liegenden Tafel auf und hält daher die Tafel in seinem Bereich, nämlich im Niederhaltbereich, nieder. Dies hat zur Folge, daß der Stapelhöhenfühler 2, der als kapazitiver Sensor 25 ausgebildet ist, exakt die Höhenposition der zuoberst liegenden Tafel ermitteln kann. Gleichzeitig werden - zusammen mit dem Niederhalter 3 - die beiden Hubsauger 5 angesteuert, die auf die zuoberst liegende Tafel aufsetzen, sich dort fest­ saugen und die Randbereiche dieser Tafel leicht an­ heben, so daß sie von dem Stapel separiert wird. Die Spreizmagnete 6 und gegebenenfalls noch instal­ lierte Blasdüsen unterstützen diesen Separiervor­ gang. Nachfolgend schaltet das Pneumatikventil 11 den Unterdruck ab, so daß aufgrund der Schrauben­ druckfeder 23 das Niederhaltelement 18 einfährt, also die zuoberst liegende Tafel nicht mehr auf den Reststapel drückt. Gleichzeitig geben die Hubsauger 5 die zuoberst liegende Tafel frei. Inzwischen wurde diese von nicht dargestellten Transportmit­ teln, beispielsweise Schwingsaugern übernommen, die die Tafel in die tafelverarbeitende Maschine durch eine etwa horizontal erfolgende Bewegung einbrin­ gen. Da aufgrund der Taktung der Niederhalter 3 die oberste Tafel nicht mehr beaufschlagt, erfolgt das Einbringen ohne Beschädigungen der zumeist äußerst empfindlichen Tafeloberflächen. Bei diesem Vorgang des Anhebens und Einbringens von Tafeln überwacht der Stapelhöhenfühler 2, also der kapazitive Sensor 25, die Höhenposition der zuoberst liegenden Tafel. Dies ist aufgrund des Niederhaltens durch den Nie­ derhalter 3 exakt möglich. Hat ein vorgebbarer Ab­ bau des Tafelstapels stattgefunden, so aktiviert der kapazitive Sensor 25 die Steuerung eines Hubti­ sches, auf dem der Tafelstapel ruht, so daß der Stapel nachgeführt wird. Der kapazitive Sensor 25 reagiert nicht nur auf Metall, sondern auch auf an­ dere Werkstoffe, insbesondere auf Holz, so daß er im Zuge des Hochfahrens des Stapels die Holzpa­ lette, auf der der Stapel ruht, sensiert und somit verhindert, daß der Stapeltisch unzulässig hoch an­ gehoben wird, nachdem die letzte Tafel des Stapels gefördert wurde. Der ferner vorhandene, bereits er­ wähnte induktive Sensor 4 reagiert nur auf Metall. Er stoppt die Förderung der Tafel, sobald die letzte Tafel von der Palette abgezogen ist. Hier­ durch wird verhindert, daß beispielsweise ein zum Schutz vor Verkratzungen unter die letzte Tafel ge­ legter Bogen aus Pappe in die Druckmaschine geför­ dert wird.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Stapelhöhe und zum Nachführen eines Stapels in einem Bogenanleger/Ta­ felanleger einer bogenverarbeitenden/tafelverarbei­ tenden/tafelverarbeitenden Maschine, insbesondere einer Druck- oder Lackiermaschine, wobei der Stapel von aufeinanderliegenden, flächigen Gütern, insbe­ sondere Bogen, Blechtafeln oder dergleichen, gebil­ det ist, mit mindestens einem Stapelhöhenfühler, mindestens einem Hubmittel und mindestens einem Niederhalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Nie­ derhalter (3) ein sich auf das jeweils zuoberst liegende Gut des Stapels absenkendes beziehungs­ weise dieses Gut freigebendes, getaktetes Nieder­ haltelement (18) aufweist und daß der Stapelhöhen­ fühler (2) die Stapelhöhe im Niederhaltbereich des Niederhaltelements (18) erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Niederhaltelement (18) zyklisch im Arbeitstakt der bogenverarbeitenden/tafelverar­ beitenden Maschine angesteuert wird.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des durch das Hubmittel (Hubsauger 5) erfolgende Anhe­ bens des obersten Guts das Niederhaltelement (18) auf das Gut abgesenkt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubsauger (5) und der Niederhalter (3) im gleichen Takt ange­ steuert werden.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Hubsauger (5) und Niederhalter (3) pneumatisch arbeiten und von ein und demselben Pneumatikventil (11) angesteuert werden.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapelhö­ henfühler (2) ein berührungslos arbeitender Sensor ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapelhö­ henfühler (2) ein kapazitiver Sensor (25).

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederhal­ telement (18) einen Randbereich, insbesondere die Hinterkante - in Förderrichtung betrachtet - des Guts, insbesondere die Mitte der Hinterkante beauf­ schlagt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubmittel (Hubsauger 5) am obersten Gut mit Abstand zum Nie­ derhaltbereich angreift.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubmittel als Hubsauger (5) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhal­ ter (3) als Kolben/Zylindereinheit (17) ausgebildet ist.