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Verfahren und Vorrichtung zum Wenden von quader-
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förmigen Körpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Wenden von quaderförmigen Körpern, insbesondere von Büchern oder Buchblocks
oder dergleichen.
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Die z. B. aus einer Buchbindemaschine kommenden Bücher oder Buchblocks
werden auf einem Förderband in Reihe hintereinanderliegend transportiert. Sie werden
in der Regel anschließend auf Paletten gestapelt und dann palettiert weiterbefördert.
Zum Erzielen eines höheren Füllungsgrades der Palette und zum Ausgleich der Rückenhöhen
z. B. eines Buches ist es erforderlich, nach einem festen Programm auf Verbund zu
stapeln. Das Verbundstapeln wird meist von Hand ausgeführt, d.h. die Bedienungsperson
nimmt aus der vom Förderband antransportierten Buchreihe, in der die Bücher hintereinanderliegen
und alle die gleiche Lage, beispielsweise mit dem Rücken nach vorn, einnehmen, ein
Buch und legt es nach dem vorgegebenen Programm ungewendet oder gewendet auf den
Palettenstapel. Dabei werden je nach Programm eine bestimmte Anzahl von Büchern
gewendet, d.h. entweder mit dem Fuß - oder Kopfschnitt oder mit dem Rücken oder
dem Vorderschnitt,also um jeweils 900 um eine vertikale Achse gedreht, auf den
Stapel
gelegt, was bei der Handarbeit keine Probleme aufwirft. Dagegen ist das maschinelle
Wenden der Bücher nicht so einfach ausführbar.
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Es sind bereits ein Wendeverfahren und eine Wendevorrichtung für quaderförmige
Körper, insbesondere für Bücher oder Buchblocks, vorgeschlagen worden, die mit einem
Drehkreuz arbeiten. Dabei werden die Bücher maschinell und automatisch in einer
Ebene liegend um eine vertikale Achse gewendet, wobei das vorgeschlagene Verfahren
und die vorgeschlagene Vorrichtung programmgesteuert werden können.
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In vielen Fällen sollen die Körper jedoch nicht nur in einer Ebene
transportiert werden, sondern sie müssen dabei häufig auch Höhenunterschiede überwinden.
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Zu diesem Zweck sind bereits paternosterartig arbeitende Fördermittel
vorgeschlagen worden, die ein Buch oder eine Buchreihe aus einer Ebene senkrecht
nach oben auf eine höhere Ebene befördern, in der sie dann weitertransportiert oder
gestapelt werden. Das Wenden der Bücher kann in diesem Fall lediglich entweder vor
dem Heben oder danach erfolgen. Insofern wird sowohl für das Wenden als auch für
das Heben Zeit verbraucht und Raum für die beiden Vorrichtungen benötigt. Da beispielsweise
die Bücher oder Buchblocks aus einer Buchbindemaschine mit hoher Geschwindigkeit
antransportiert werden, müssen die Hub- und Wendevorrichtungen sehr schnell arbeiten,
um Staus der quaderförmigen Körper zu vermeiden. Diese Voraussetzung bedingt wiederum
aufwendige und komplizierte Maschinen.
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Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen,
wobei das Verfahren zeitlich den Hub- und Wendevorgang erheblich verkürzt und wobei
die
SoIrichtung wenig Raum erfordert sowie unkompliziert aufgebaut
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein maschinell arbeitendes
Verfahren gelöst, bei dem die Körper in einer Reihe mit gleicher Lage kontinuierlich
antransportiert, ggf. zur Erzeugung von Zwischenräumen kurzzeitig mit einer höheren
Geschwindigkeit vor der Hubbewegung gefördert und anschließend vorzugsweise einzeln
und vertikal nach oben oder unten gehoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß während
der Hubbewegung die Körper gewendet werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden die Körper dabei um eine vertikale Achse gewendet. Ferner ist
vorteilhaft, wenn die Hubbewegung schrittweise erfolgt. Weitere erfindungswesentliche
Verfahrensschritte werden durch die Unteransprüche 4 und 5 gekennzeichnet.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung
des Wendeverfahrens, die sich dadurch auszeichnet, daß sie eine paternosterartig
geführte Hubvorrichtung mit mindestens zwei voneinander im Abstand angeordneten
Scheiben aufweist, wobei die Scheiben in ihrer senkrecht zur Scheibenebene liegenden
Achse drehbar angeordnet sind. Vorzugsweise arbeiten die Scheiben mit einem Leitschienensystem
zusammen, das die Drehung der Scheiben während der Hubbewegung bewirkt. Weitere
erfindungswesentliche Merkmale der Wendevorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche
8 bis 16.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der Hubvorrichtung,
Fig. 2 schematisch eine Vorderansicht der Hubvorrichtung, Fig. 3 die Anordnung einer
Drehscheibe in der Draufsicht, Fig. 4 die Anordnung der Drehscheibe in der Seitenansicht,
Fig. 5 schematisch eine Draufsicht auf die Hubvorrichtung, Fig. 6 eine Seitenansicht
der hinteren Rollenführung, Fig. 7 eine Draufsicht auf die hintere Rollenführung,
Fig. 8 das abgewickelte Profil der hinteren Rollenführung, Fig. 9 eine Seitenansicht
der vorderen Rollenführung, Fig.10 eine Draufsicht auf die vordere Rollenführung,
Fig.11 einen Schnitt längs A-B in Fig. 9, Fig.12 das abgewickelte Profil der vorderen
Rollenführung, Fig.l3 eine Draufsicht auf die Weichenstation, Fig.14 einen Schnitt
längs C-D in Fig. 13.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die quaderförmigen Körper
1 auf einem Transportband 2 antransportiert und an ein Transportband 3 weitergegeben.
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Das Transportband 3 läuft vorzugsweise schneller als das Transportband
2, so daß mit Sicherheit eine Lücke entsteht zwischen dem mit dem Transportband
3 beförderten Körper und der auf dem Transportband 2 transportierten Körperreihe,
selbst wenn die Körper dieser Rethe dicht an dicht antransportiert werden. Zu diesem
Zweck kann noch ein weiteres Transportband dem Transport-
band
3 nachgeschaltet sein,das noch schneller angetrieben wird als das Transportband
3(nicht dargestellt.Taktsperren 4 sorgen in an sich bekannter Weise dafür, daß nur
ein Körper oder eine bestimmte Anzahl von Körpern weiterbefördert werden. Die Taktsperren
arbeiten vorzugsweise mit Lichtschranken zusammen (nicht dargestellt), die Impulse
für andere Bewegungsabläufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung liefern. Ein derartiges
Transportsystem wird beispielsweise in der DE-OS 25 02 129 beschrieben.
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Vom Transportband 3 gelangen die Körper 1 auf die paternosterartig
arbeitende Hubvorrichtung 5 (Fig. 1, 2 und 5). Dabei können Zwischenstücke 6 zwischen
dem Paternostersystem und dem Transportband 3 bzw. dem oberen Transportband 7 angeordnet
sein, die eine der Umfangsform der Paternosterstufen angepaßte Seite 8 besitzen,
damit der Übergang vom Zwischenstück 6 zur Paternosterstufe möglichst lückenlos
ist.
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Die Hubvorrichtung 5 ist wie ein Paternoster aufgebaut und weist zwei
obere parallel zueinander angeordnete Kettenräder 9 und 10 und zwei untere parallel
zueinander angeordnete Kettenräder 11 und 12 auf.
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Entweder die oberen oder die unteren Kettenräder werden in an sich
bekannter Weise angetrieben, weshalb der Antriebsmechanismus 13 nur angedeutet ist
in Fig. 1. Vorzugsweise arbeitet der Antriebsmechanismus 13 jedoch taktweise bzw.
stufenweise, so daß der Paternoster stillsteht, wenn ein Buch auf eine Paternosterstufe
und/oder von einer Stufe geschoben wird.
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Über die Kettenräder 9 und 11 sowie 10 und 12 läuft je ein endloser
Kettentrum 14 und 15. An den Ketten sind die Paternosterstufen 16 befestigt. Diese
Stufen werden in Fig. 3 und 4 im Detail dargestellt. Sie bestehen' jeweils aus einer
kreisförmigen Scheibe 17, die frei um eine senkrecht zur Scheibenebene liegende
Achse
drehbar auf rechtwinklig nach außen von den Kettentrums abstehenden Tragarmen 18
und 19 lagern. Dabei soll die Lagerung so stabil sein, daß die drehbare Scheibe
17 zumindest im Aufwärtstrum der Ketten horizontal angeordnet ist und im Abwärtstrum
nicht herunterfällt.
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Wie eine solche Aufhängung zweckmäßig erfolgen kann, verdeutlichen
die Fig. 3 und 4. Zwischen den beiden Kettentrums 14 und 15 an diesen befestigt
sitzt eine Quertraverse 20. Die Traverse 20 trägt die Tragarme 18 und 19, die über
einen Steg 21 jeweils am Kettenende starr an der Traverse 20 angeordnet sind. Vom
Steg 21 erstrecken sich die Tragarme 18 und 19 einwärts gewinkelt zur Paternosterscheibe
17 hin, so daß sie sich vorzugsweise kreuzen. Die Kreuzungsstelle 22 dient als Lagerung
für die Scheibe 17.
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Zur Versteifung der Tragarme 18 und 19 sowie zur Abstützung der Scheibe
17 ist ein vorzugsweise kettenseitig offener Scheibenring 23 vorgesehen, der auf
den Tragarmen sitzt und mit diesem fest verbunden ist. Zur drehbaren Lagerung der
Scheibe 17 auf der Kreuzungsstelle 22 der Tragarme 18 und 19 ist ein Drehlager 24
angeordnet, in dem ein Bolzen 25 der Scheibe 17 drehbar und unverlierbar steckt.
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Das Drehlager kann ein Kugellager sein. Vorzugsweise wird jedoch ein
Reiblager verwendet, das verhindert, daß die Scheibe sich bei der Bewegung des Paternosters
selbsttätig dreht, daß jedoch eine leichte Zwangsweisedrehung der Scheibe ermöglicht.
Für die Zwangsweisedrehung der Scheibe ist unter der Scheibe 17 über den Außenrand
26 überstehend eine Führungsrolle 27 drehbar um die Achse 28 angeordnet, die mit
den Rollenleitvorrichtungen 30 und 40 zusammenwirkt (die Rollenleitvorrichtungen
sind in Fig. 1 wegen der besseren Übersichtlichkeit des Grundsystems
der
Hubvorrichtung nicht eingezeichnet). Ferner ist im Randbereich und unter der Scheibe,
jedoch zum Scheibeninnern weisend, eine um die Achse 32 drehbare Stützrolle 29 an
einem an der Scheibe 17 befestigten Halteteil 31 angeordnet, die auf dem Scheibenring
23 rollt und als Gegenlager dient, wenn die Rolle 27 beim Aufwärtshub zwangsgeführt
wird. Diese bevorzugte Lagerung der Paternosterstufe gewährleistet mit einfachen
Mitteln die horizontale Lage der Scheibe 17 beim Hubvorgang, selbst wenn durch die
Zwangsführung der Rolle eine gegen die Hubvorrichtung wirkende Kraft auftritt.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Bücher während der
Aufwärtsbewegung gewendet werden. Das Wenden erfolgt auf den drehbar gelagerten
Scheiben 17 der Paternostervorrichtung 5. Zu diesem Zweck werden die Rollen 27 der
Scheiben 17 in einem Schienensystem 33 der Rollenleitvorrichtung 30 bei der Aufwärtsbewegung
der Scheibe zwangsgeführt. Dabei besteht die Rollenleitvorrichtung 30 (Fig. 9 bis
12) aus einem Traggerüst 35 mit vorzugsweise vier paarweise übereinander angeordneten
waagerechten Tragarmen 34 und zwei an den waagerechten Tragarmen 34 befestigten
senkrechten Stützen 36. An den Stützen 36 sind mindestens zwei die Scheibe 17 umfassende,
kettenseitig offene, übereinander und waagerecht angeordnete Reifenelemente 37 angebracht.
Die Reifenelemente 37 tragen - die Fig. 9 und 12 besonders verdeutlichen - nach
oben laufende Leit- oder Führungsschienen 38,39,41 und 42 des Schienensystems 33.
Jede Schiene besteht vorzugsweise aus zwei parallel zueinander und im Abstand voneinander
angeordneten Schienenbalken 43, 44, zwischen denen die Rolle 27 der Schiene 17 zwangsweise
geführt werden kann. Die Schiene 41 läuft senkrecht nach oben und bildet mit den
Reifenelementen 37 einen Winkel von
900. In ihr läuft die Rolle
27 der Scheibe 17, wenn keine Wendung des Körpers erfolgen soll. Dagegen sind die
Schienen 38, 39 und 42 derart angeordnet, daß die Schienen 39 und 42 den gleichen,
jedoch entgegengesetzten Winkelunter900mit den Reifenelementen 37 bilden. Sie dienen
zum Wenden der Körper um 900 nach rechts bzw. 900 nach links. Schließlich bildet
die Schiene 38 einen noch flacheren Winkel mit den Reifenelementen 37 als die Schienen
39 und 42, so daß 0 sie ein Wenden der Körper um 180 bewirkt. Diese Ausgestaltung
des Schienensystems 33 geht insbesondere aus Fig. 12 hervor, in der das abgewickelte
Profil dargestellt ist. Durch Biegung der Reifenelemente 37 nach Fig. 12 zur Kreisbogenform
entsprechend Fig. 10 ergeben sich die Teilumschlingungen der Scheibe 17 durch die
Schienen 38, 39 und 42, deren untere Mündungen 45, 46, 48 sowie die Mündung 47 benachbart
angeordnet sind (Fig. 11,12), während die oberen Mündungen 49,50,51 und 52 entsprechend
der gewünschten Drehung der Scheibe 17 am Umfang der Scheibe verteilt auslaufen
(Fig. 10,12).
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Wenn also eine Scheibe 17 mit einem Buch 1 in der Aufnahmestellung
der Scheibe, in der die Rollen 27 aller Scheiben die gleiche Lage 54 (Fig. 12) einnehmen,
beschickt worden ist, wird programmgesteuert die Rolle 27 dieser Scheibe beim Aufwärtshub
vor eine der Mündungen 45 oder 46 oder 47 oder 48 des Schienensystems 33 gebracht.
Dazu dient vorzugsweise eine Weichenvorrichtung 53. Diese Vorrichtung wird in Fig.
2 und 9 schematisch angedeutet und in Fig.13 und 14 genauer dargestellt. Sie ist
höhenmäßig zwischen der Aufnahmestellung der Scheibe 17 und den Mündungen 45 bis
48 des Schienensystems 33 und an der Peripherie der Scheibe 17 außen angeordnet(Fig.13)
und
wie alle anderen Vorrichtungen am Maschinengestell (nicht dargestellt) befestigt.
Diese Weichenvorrichtung 53 besteht im wesentlichen aus einer senkrechten Trommel
55, die mit ihrer Achse 56 drehbar auf einem Tragarm 58 lagert, der auf Streben
57 ruht. Es kann zudem eine obere Lagerung der Achse 56 in einem auf dem Arm 58
sitzenden Winkelstück 59 vorgesehen sein. Im Zwischenraum 60 zwischen dem Arm 58
und der Trommel 55 trägt die Achse 56 ein auf der Achse fest sitzendes Zahnrad 61.
Das Zahnrad 61 ist mit einer Zahnstange 62 antreibbar, die wiederum mit einer Kolbenzylindereinheit
63 in Verbindung steht, die auf dem Tragarm 58 lagert. Die Kolbenzylindereinheit
63 ist programmgesteuert und sorgt für eine vorwählbare Umdrehung der Trommel 55
um einen bestimmten Betrag. Auf dem Außenmantel 64 der Trommel 55 erstrecken sich
von unten nach oben vier schienenförmige Weichenstücke 65,66, 67 und 68, wobei die
Weichenstücke entsprechend den Winkeln der Schienen 38, 39, 41 und 42 zur Waagerechten
gewinkelt angeordnet sind. Diese Weichenstücke können die Rolle 27 einer Scheibe
17 zu der jeweils gewünschten Mündung der Schienen 38, 39, 41 oder 42 führen, wobei
die Weiche 68 zur Mündung 45,die Weiche 66 zur Mündung 46, die Weiche 65 zur Mündung
47 und die Weiche 67 zur Mündung 48 leiten, wenn sie bzw. die Trommeln 55 durch
den Zahntrieb in die jeweilige Aufnahmestellung der Rolle 27 vor dem Aufwärtshub
der Scheibe 17 gebracht werden. Gemäß Fig. 13 ist beispielsweise die Weiche 65 vor
die Rolle 17 gedreht worden, so daß die Rolle senkrecht nach oben zur Mündung 47
geleitet wird und von dort zur oberen Mündung 51 geführt werden kann, so daß keine
Drehung der Scheibe erfolgt.
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Damit die Rollen 27 der Scheiben 17 nach dem Entladen
des
Buches in der obersten Stellung der Scheibe beim Abwärtshub wieder in die Ausgangsstellung
54 (Fig.9) gelangen können, ist eine Rollenleitvorrichtung 4( dem Abwärtstrum der
Ketten 14,15 zugeordnet. Diese Vorrichtung ist in Fig. 2 und 5 schematisch und in
Fig. 6, 7 und 8 genauer dargestellt. Sie besteht wie die Vorrichtung 30 aus einem
Traggerüst 35 mit vier waagerechten Tragarmen 34 und zwei senkrechten Stützen 36
sowie mindestens zwei,vorzugsweise vier, Reifenelementen 37, wobei die Reifenelemente
jedoch lediglich zwei Leitbleche 69 und 70 tragen. Diese Leitbleche sind derart
gewinkelt zu den Reifenelementen angeordnet, daß sie praktisch einen Trichter bilden
(Fig. 8), dessen obere Öffnung 71 so weit die Scheiben 17 umschlingend gewählt ist,
daß der Trichter die Rollen bei allen Mündungsstellungen 49, 50, 51 und 52 des Schienensystems
33 aufnehmen kann und dessen untere Öffnung 72 der Ausgangsstellung der Rollten
27 der Scheiben 17 entspricht. Insofern werden die Rollen 27 aus jeder Endstellung
nach der vorgewählten Drehung der Scheibe 17 vom Trichter beim Abwärtshub der Scheiben
17 aufgefangen und in ihre Ausgangsstellung 54 gebracht.
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Zur Beschickung der Scheiben 17 mit einem Körper 1 in der Ausgangsstellung
zur Entnahme der Körper 1 nach der Hubbewegung und ggf. nach der Wendung der Körper
dienen zweckmäßigerweise Schieber 73, deren Arbeitsprinzip in Fig. 5 schematisch
dargestellt ist.
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Sie sind am Maschinengestell angeordnet und weisen jeweils das Schieberblech
74 auf, das den Körper 1 vom Band 3 auf die Scheibe 17 bzw. von der Scheibe 17 auf
das Band 7 schieben soll, wobei das Blech 74 mit dem Kolben der Kolbenzylindereinheit
75 verbunden ist. Somit kann das Schieberblech 74 vor-
und zurückgefahren
werden. Die Kolbenzylindereinheit 75 ist mit dem Kolben der in der gleichen Ebene
rechtwinklig zur Kolbenzylindereinheit 75 angeordneten Kolbenzylindereinheit 76
fest verbunden, so daß die gesamte Kolbenzylindereinheit 75 mit Schieberblech 74
hin- und hergefahren werden kann. Auf diese Weise gelingt es, die Körper 1 taktweise
entsprechend dem Aufwärtshubtakt der Paternostervorrichtung auf die Scheiben 17
bzw. von den Scheiben zu schieben, ohne die Bewegung des Paternosters zu behindern.
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Vorzugsweise wirkt der untere Schieber 73 in an sich bekannter Weise
mit einem Gegenschieber 77 zusammen (Fig. 1), der den jeweiligen Schub des unteren
Schiebers 73 begrenzt und zusammen mit dem Schieberblech 74 die genaue Lage des
Körpers 1 festlegt.
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Die Erfindung hat Somit ein Verfahren und eine relativ einfache raumsparende
Vorrichtung geschaffen, mit denen quaderförmige Körper beim Anheben vorprogrammierbar
automatisch gewendet werden können. Durch die Kombination der beiden Vorgänge Wenden
und Anheben wird erheblich Zeit gespart, so daß das erfindungsgemäße Verfahren und
die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders geeignet sind, im Auslaufbereich einer
Buchbindemaschine angewendet zu werden, die ja bekanntlich die Bücher oder Buchblocks
mit hoher Geschwindigkeit fertigt und ausstößt.