DE4234182C2 - Hubsauger zum Anheben eines Papierbogens vom Stapel und zum Halten des Bogens in der angehobenen Position oberhalb des Stapels in einem Anleger einer papierbogenverarbeitenden Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubsauger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Anleger von papierbogenverarbeitenden Maschinen bekannt, bei denen mit Hilfe von Hubsaugern Papierbogen vom Anlegestapel aufgenommen und angehoben, dann an weitere in Förderrichtung nachgeordnete Fördermittel übergeben werden, welche die Papierbogen in papierverarbeitende Einheiten, beispielsweise Druckwerke einer Druckmaschine, fördern. Dabei ist es wichtig, daß die Hubsauger so lange in angehobener Position verharren, bis die Bogenhinterkante des übernommenen Papierbogens aus dem Bewegungsbereich des Hubsaugers entfernt worden ist. Danach werden die Hubsauger möglichst schnell wieder zum Aufnehmen des nächsten Papierbogens abgesenkt. Es sind mechanische Arretierungsvorrichtungen bekannt, bei denen der Hubsauger gesichert oberhalb des Papierbogens verharrt und nach Lösen der Arretierung abwärts bewegt wird. Solche mechanischen aufwendigen Arretierungssysteme sind insbesondere bei schnellaufenden Maschinen zu träge. Das Herstellen und vor allem das Lösen der Arretierung fordert einen sehr großen Zeitaufwand, so daß der nächste Papierbogen erst verspätet angehoben werden kann, wodurch die Druckgeschwindigkeit erheblich reduziert wird. Wird die Arretierung früher gelöst, berührt der Hubsauger möglicherweise die Hinterkante des Bogens, wodurch diese beschädigt werden können oder die Papierbogen den nachfolgenden Fördermitteln entrissen oder zumindest in ihrer Lage verschoben werden können. Die Gefahr besteht insbesondere bei Schleppsaugern als nachfolgenden Fördermitteln.

Ein Lösungsvorschlag zum einfachen kurzen Anhalten von Hubsaugern ist aus der DD-PS 2 93 562 AS bekannt. Hierbei wird der Hubsauger über eine zusätzliche Saugleitung im Saugkopf mittels Saugluft, die auf eine ebene Anlagefläche Hubsaugers von oben wirkt, in angehobener Position gehalten. Nach Verlassen der Bogenhinterkante des von Schleppsaugern übernommenen Papierbogens aus dem Bewegungsbereich des Hubsaugers, wird die Saugluft dieser zusätzlichen Saugleitung unterbrochen, der Hubsauger kann in üblicher Weise schnell zur Übernahme des nachfolgenden Papierbogens abgesenkt werden. Der vorgeschlagene Hubsauger ist dabei durch die zusätzliche Saugleitung und Saugsteuerung sehr aufwendig, kompliziert und teuer. Die Haltefläche ist nasenförmig ausgebildet, so daß ein Verdrehen des Saugers, wie es im Betrieb häufiger erwünscht ist ohne Einschränkung des schnell reagierenden Haltemechanismus nicht möglich ist. Die pneumatischen Kräfte müssen sehr genau auf das Hubsaugergewicht abgestimmt werden.

DE-PS 6 15 746 offenbart einen Sauger für Bogenanleger. Innerhalb eines Zylinders ist eine Magnetspule aufgenommen, in deren Hohlraum ein konischer Anker vertikal bewegbar ist. Zwischen einem Einstellkonus und einer Sackbohrung im Anker ist eine Feder vorgesehen, die den konischen Anker nach Abschaltung des Spulenstromes nach unten auf den Stapel drückt. Wird die Spule durch einen Strom magnetisiert, wird zwischen einer vertikale bewegbaren Eisenplatte und dem Gehäuse während der Aufwärtsbewegung des Ankers ein zyklisch anstehender Unterdruck erzeugt.

Von Nachteil bei dieser Vorrichtung ist die Begrenzung des zu erzeugenden Unterdruckes im Hinblick besonders auf recyceltes, poröses Umweltpapier. Zum anderen sind bei höheren Zuführgeschwindigkeiten die die Saugdüse herabdrückenden Kräfte zu gering, da nur Gewichts- und Federkräfte wirken. Eine Beschränkung der Maschinengeschwindigkeit durch die Bewegungsfrequenz der Hubsauger jedoch ist nicht akzeptierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere, einfache, schnell in ihrer Wirkung auflösbare, reaktionsfähige Haltevorrichtung am Hubsauger zu schaffen.

Erfindungsgemäß gelöst wird das Problem gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 oder 2.

Das auf den Hubsauger in Richtung des Stapels dauerhaft wirkende Kraftpotential ermöglicht ein reaktionsschnelles Absenken des Hubsaugers, sobald die magnetisch wirkenden Haltemittel nach Entfernen der Bogenhinterkante aus dem Hubsaugerbereich diesen freigeben. Die magnetisch wirkenden Haltemittel ermöglichen ein schnelles reaktionsfähiges Abbauen der den Hubsauger haltenden Kraft in dessen angehobener Position. Magnetisch wirkende Haltemittel sind einfach und kostengünstig. Aufwendige Saugleitungen entfallen. Die Steuerung kann einfach gestaltet werden. Fehllufteffekte, die den Bogentransport negativ beeinflussen könnten, entfallen.

In vorteilhafter Weise ist ein besonders einfacher Aufbau mit einfachen angesteuerten Elektromagneten vorgesehen. Dabei muß das Elektromagnetfeld so gewählt werden, daß die den Hubsauger haltende Kraft aus der Differenz der Kraft des Permanentenmagneten auf das Halteblech und den den Hubsauger beschleunigenden Kräften, d. h. der Gewichtskraft des Hubsaugers und der Kraft des ersten Kraftpotentials, überwunden wird. Bei abgeschaltetem Elektromagnetfeld wird die Haltewirkung schnell aufgehoben. Ein besonders schneller Abbau der haltenden Wirkung der Permanentmagneten wird dadurch erzielt, daß der Aufbau eines elektromagnetischen Feldes schneller als dessen Abbau möglich ist.

In vorteilhafter Weise kann, sobald der Hubsauger in angehobener Position ist, durch Zuschalten des elektromagnetischen Feldes die Haltekraft des Permanentmagneten überwunden und gleichzeitig zwischen Elektromagneten und Permanentmagneten eine abstoßende Kraft erzeugt werden, die den Hubsauger zusätzlich zu den bereits wirkenden beschleunigen Kräften, beispielsweise der Gewichtskraft des Hubsaugers und den Kräften des ersten Kraftpotentials, noch nach unten in Richtung Bogenstapel hin beschleunigt werden. Somit ist eine besonders schnellwirkende reaktionsfähige Halterung geschaffen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen (Fig. 5-9) dargestellt und werden näher erläutert.

Die Fig. 1-4 geben den Stand der Technik wider.

Es zeigt

Fig. 1 Ansicht auf eine Hubsaugereinrichtung in Bogenförderrichtung,

Fig. 2 Draufsicht auf diese Hubsaugereinheit,

Fig. 3 Hubsaugereinheit in Schnittdarstellung gemäß Schnitt III-III von Fig. 1, wobei

Fig. 3a den Hubsauger in abgesenkter Position zeigt und

Fig. 3b den Hubsauger in angehobener Position zeigt,

Fig. 4 Hubsauger gemäß Fig. 3 mit verdrehtem Hubsauger,

Fig. 5 Ausführungsform mit Elektromagneten und Permanentmagneten am Saugkopf,

Fig. 6 Schnittdarstellung der Magnetenanordnung von Fig. 5 gemäß dem Schnitt VI-VI,

Fig. 7 weitere Ausführungsform einer Elektromagneten- Permanentmagnetenkonfiguration Saugkopf,

Fig. 8 weitere Ausführungsform mit Elektromagneten- Permanentmagnetenkonfiguration am Saugkopf,

Fig. 9 Ausführungsform mit Elektromagneten am Saugkopf und Permanentmagnet am Hubsauger.

Die Hubsaugereinheit 1 gemäß den Fig. 1 bis 9 ist in bekannter Weise, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, an einer quer zur Bogenförderrichtung einer Bogendruckmaschine am nicht dargestellten Saugkopf befestigten Traverse 2 oberhalb des Anlegerstapels befestigt. Die Hubsaugereinheit besitzt einen fest mit der Traverse 2 verbundenen Führungszylinder 4. Auf dem Führungszylinder 4 ist senkrecht zum Bogenstapel hin ein Hubsauger 5 bekannter Bauart verschiebbar gelagert. Zur Aufnahme eines Bogens vom Anlegestapel wird der zwischen Führungszylinder 4 und Hubsauger 5 befindliche Zylinderraum 15 und die in die Aufnahmeebene 17 durch den Hubsauger 5 geführten Düsen 6 in bekannter Weise über einen Saugstutzen 3 mit Saugluft beaufschlagt. Die Papierbogen werden an der Aufnahmeebene 17 einer Lippe 7 des Hubsaugers von der durch die Düse 6 angesaugten Luft angesaugt. Nach Ansaugen des Papierbogens bewegt sich aufgrund der Saugluft der Hubsauger 5 in bekannter Weise entlang des Führungszylinders 4 entgegen der zwischen Führungszylinder 4 und Hubsauger 5 wirkenden Federkraft der Feder 16 nach oben.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 ist oberhalb des Führungszylinders 4 ein Elektromagnet 8 an der Hubsaugereinheit 1 in fester Verbindung zur Traverse 2 befestigt, wie es in Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Der Hubsauger 5 ist in seinem oberen Endbereich zu einer Anschlagsfläche ausgebildet, die mit einer konzentrisch zur Hubsaugerachse ausgebildeten Ringnut versehen ist, in die ein Ring 9 aus magnetisierbarem Material fest eingelassen ist.

Sobald der Hubsauger einen Papierbogen vom Bogenstapel aufgenommen hat, wird der Hubsauger 5 mit Hilfe der Saugluft über den Saugstutzen 3 entgegen der Federwirkung der Feder 16 angehoben, bis er mit seiner Anschlagfläche am Elektromagneten 8 anschlägt. Während dessen wird das elektromagnetische Feld durch Einschalten des Elektromagneten aufgebaut. Nach Übernahme des Papierbogens durch in Bogenförderrichtung nachgeordnete nicht dargestellte Schleppsauger bekannter Bauart wird die Saugluft abgestellt. Der Hubsauger wird mit Hilfe der elektromagnetischen Kraft des Elektromagneten 8 in angehobener Position gehalten. Sobald die Bogenhinterkante des vom Schleppsauger geförderten Papierbogens den Bewegungsbereich des Hubsaugers verlassen hat, wird das elektromagnetische Feld durch Abschalten des Elektromagneten abgebaut. Aufgrund der rückstellenden Federkraft der Feder 16 sowie des Eigengewichts des Hubsaugers 5 kann diese sofort nach unten zur Übernahme des nächsten Bogens schnellen. Der Hubweg des Hubsaugers ist dabei von einer am Saugkopf befestigten Führungsfeder 14 begrenzt (Fig. 1).

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann ein solcher Hubsauger 5, entsprechend den betrieblichen Erfordernissen um seine Achse verdreht werden, so daß die Aufnahmeebene 17, die häufig nicht parallel zur Ebene der auf dem Stapel befindlichen Bogen ist, verdreht werden kann (Fig. 3 und 4).

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem fest mit der Traverse 2 des Saugkopfes verbunden ein Elektromagnet 10 in einer Ebene senkrecht zur Achse des Hubsaugers 5 befestigt ist. Der Elektromagnet 10 weist in bekannter Weise eine um einen Kern 18 gewickelte Spule 13 auf. Koaxial zur Spule 10 ist in Reihe zur Spule 10 geschaltet ein Permanentmagnet 11 befestigt. Auf dem nach oben gerichteten Ende des Hubsaugers 5 ist ringförmig ein Halteblech 19 aus magnetisierbarem Material befestigt. Sobald der Hubsauger 5 nach Aufnahme des eines Bogens vom Anlegestapel bis an einer Hubwegbegrenzung unmittelbar unterhalb des Elektromagneten 10 angehoben ist, wirkt bei abgeschaltetem Elektromagneten das elektromagnetische Feld des Permanentmagneten 11 auf dem ringförmigen Halteblech 19 anziehend. Aufgrund der anziehenden Haltekraft wird der Hubsauger 5 nach Abstellen des Saugstroms durch den Saugstutzen 3 in angehobener Position gehalten. Sobald der Papierbogen durch den nachgeschalteten Schleppsauger gänzlich aus dem Bewegungsbereich des Hubsaugers entfernt ist, wird der Elektromagnet 10 eingeschaltet, so daß sich ein dem magnetischen Feld des Permanentmagneten entgegenwirkendes magnetisches Feld ergibt. Das elektromagnetische Feld ist dabei so gewählt, daß die aus den beiden magnetischen Feldern resultierende Kraft kleiner ist als die den Hubsauger nach unten beschleunigenden Kräfte. Die elektromagnetische Kraft wird dabei so gewählt, daß sie die Kraft des Permanentfelds eliminiert.

Es ist auch denkbar, beidseitig des Elektromagneten 10 Permanentmagneten 11 und 12 in Reihe zu schalten, wie in Fig. 6 dargestellt ist.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer solchen in Reihe geschalteten Elektromagnet- Permanentmagnetanordnung. Hierin ist die Reiheanordnung aus Elektromagneten 13′ und Permanentmagnet 12′ so gewählt, daß die Permanentmagnetanordnung parallel zur Hubsaugerachse und die Elektromagnetanordnung senkrecht zur Hubsaugerachse orientiert ist, die Reiheanordnung aus Permanentmagnet und Elektromagnet befindet sich saugkopffest oberhalb eines im Saugkopf festen zylindrischen Eisenkerns 20. Die Wirkungsweise entspricht dabei der des Ausführungsbeispiels von Fig. 6. Das durch den Permanentmagneten aufgebaute permanentmagnetische Feld, das über den Kern 20 übertragen wird, wird mit Hilfe des Elektromagneten zum Lösen der Haltewirkung des Permanentmagneten in dessen angehobener Stellung kompensiert. Die magnetische Haltekraft von Permanentmagneten 12′ wirkt über den Kern 20 auf ein am Hubsauger 5 befestigtes magnetisierbares Halteblech 19.

In Fig. 8 ist saugkopffest ein koaxial zur Hubsaugerachse angeordneter Elektromagnet 21 mit Spulenkörper 22 und Spule 23 koaxial auf einem permanenten topfförmigen Magneten 24 befestigt. Am Hubsauger 5 ist im oberen Bereich eine ringförmige Halteplatte 25 befestigt. In angehobener Position, bei der die Halteplatte 25 an einem ringförmigen koaxial zur Hubsaugerachse 5 zwischen Permanentmagneten 24 und Elektromagneten 21 befestigten Stoßfänger 28 anliegt, hält die magnetische Kraft des Permanentmagneten, die auf die Halteplatte 25 wirkt, den Hubsauger in angehobener Position. Nach Einschalten des Elektromagneten 21 wird die das Halteblech 25 und somit den Sauger 5 haltende magnetische Kraft abgebaut. Der Hubsauger 5 wird in der bereits beschriebenen Weise nach unten zur Aufnahme des nächsten Papierbogens bewegt.

In Fig. 9 ist anstelle des topfförmigen Magneten 24 aus dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8 ein topfförmiges Halteblech 27 als Anschlag ausgebildet. An der Oberseite des Hubsaugers 5 ist anstelle eines Halteblechs 25 der Ausführungsform von Fig. 8 ein koaxial zum Hubsauger befestigter ringförmiger Permanentmagnet 26 befestigt. Der angehobene Hubsauger 5 wird nach oben hin angehoben bis der Permanentmagnet 26 an die Anschlagsfläche 27 stößt. Aufgrund der magnetischen Kraft des Permanentmagneten 26 wird dieser nach Abschalten der Saugluft in angehobener Position gehalten. Sobald der von dem Schleppsauger geförderte Papierbogen den Bewegungsbereich des Hubsaugers 5 gänzlich verlassen hat, wird der Elektromagnet 21 eingeschaltet. Dabei wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das dem Feld des Permanentmagneten 26 entgegenwirkt. Das Elektromagnetfeld kann dabei so ausgelegt werden, daß die resultierenden magnetischen Kräfte zwischen Elektromagnet 21 und Permanentmagnet 26 kleiner sind, als die den Hubsauger 5 nach unten beschleunigenden Gewichts und Federkräfte. Somit wird nach Einschalten des Elektromagneten 21 die Haltewirkung des Permanentmagneten 26 aufgehoben. Der Hubsauger 5 kann in der bereits oben geschilderten Weise zur Aufnahme des nächsten Papierbogens nach unten beschleunigt werden.

Es ist auch denkbar, das elektromagnetische Feld der Elektromagneten 21 so zu dimensionieren, daß nach Einschalten des Elektromagneten die zwischen dem Elektromagneten 21 und dem Permanentmagneten 26 wirkende magnetische Kraft abstoßend wirkt, so daß nach Zuschalten des Elektromagneten der Hubsauger 5 zusätzlich zur Gewichtskraft und zur Federkraft auch noch durch magnetische Kräfte nach unten beschleunigt wird. Somit ist ein besonders schnelles Absenken des Hubsaugers 5 möglich.

Es ist auch denkbar, den Elektromagneten 21 mit steuerbar änderbarer Richtung des magnetischen Feldes zu wählen. Es könnte dann zur Erzeugung der Haltewirkung ebenfalls ein elektromagnetisches Feld mit Hilfe des Elektromagneten angelegt werden, das das Magnetfeld des Permanentmagneten 26 noch verstärkt. Zur Auflösung der Haltewirkung würde die Richtung des Magnetfeldes geändert, so daß ein Aufheben der Haltekräfte möglich wird. Auch hier ist es denkbar, in diesem Fall des Elektromagnetfelds so einzustellen, daß bei Lösen der Haltewirkung das Magnetfeld so groß gewählt wird, daß zwischen Elektromagnet und Permanentmagnet 26 eine resultierende abstoßende magnetische Kraft wirkt, durch die der Hubsauger 5 zusätzlich nach unten beschleunigt wird.

Auch im Ausführungsbeispiel von Fig. 9 ist es denkbar, einen Stoßfänger 28 zwischen Anschlag 27 und Elektromagnet 21 zu befestigen.

Bezugszeichenliste

1 Hubsaugereinheit
2 Traverse
3 Saugstutzen
4 Führungszylinder
5 Hubsauger
6 Düse
7 Lippe
8 Elektromagnet
9 Magnetisierbarer Ring
10 Elektromagnet
11 Permanentmagnet
12 Permanentmagnet
13 Spule
14 Führungsfeder
15 Zylinderraum
16 Feder
17 Aufnahmeebene
18 Kern
19 magnetisierbares Halteblech
20 Kern
21 Elektromagnet
22 Spulenkörper
23 Spule
24 Topfmagnet
25 Halteplatte
26 Permanentmagneten-Scheibe
27 Anschlag
28 Stoßfänger

Claims (2)

1. Hubsauger zum Anheben eines Papierbogens vom Stapel und zum Hal­ ten des Bogens in der angehobenen Position oberhalb des Stapels in einem Anleger einer papierbogenverarbeitenden Maschine,

• - der an einem Führungszylinder (4) beweglich gelagert
• - und durch ein dauerhaft wirkendes Kraftpotential (Feder 16) nach unten in Richtung auf den Stapel gedrückt wird,
• - mit Mitteln zum zyklisch steuerbaren Anheben des Hubsaugers entgegen dem Kraftpotential und
• - Mitteln zur Übernahme und Förderung des angehobenen Bogens,
• - mit zur Hubsaugerachse rotationssymmetrischen, konzentrischen, zueinander weisenden Berührflächen am Führungszylinder (4) und am Hubsauger (5),
• - wobei magnetische Mittel zum Halten des Bogens in der angehobenen Position vorgesehen sind,
• - durch die die beiden Berührflächen in gegenseitiger Anlage gehalten werden,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß am Führungszylinder (4) ein schaltbarer Elektromagnet (10, 10′, 21) sowie ein oder mehrere Permanentmagneten (11, 12, 12′, 24) in Reihenschaltung angeordnet sind,
• - daß der Hubsauger (5) ein magnetisierbares Halteblech (19, 25) aufweist,
• - wobei das elektromagnetische Feld des Elektromagneten (10, 10′, 21) im eingeschalteten Zustand dem Feld des Permanentmagneten (11, 12, 12′, 24) entgegenwirkt (Fig. 5-8).

2. Hubsauger zum Anheben eines Papierbogens vom Stapel und zum Hal­ ten des Bogens in der angehobenen Position oberhalb des Stapels in einem Anleger einer papierbogenverarbeitenden Maschine,

• - der an einem Führungszylinder (4) beweglich gelagert
• - und durch ein dauerhaft wirkendes Kraftpotential (Feder 16) nach unten in Richtung auf den Stapel gedrückt wird,
• - mit Mitteln zum zyklisch steuerbaren Anheben des Hubsaugers entgegen dem Kraftpotential und
• - Mitteln zur Übernahme und Förderung des angehobenen Bogens,
• - mit zur Hubsaugerachse rotationssymmetrischen, konzentrischen, zueinander weisenden Berührflächen am Führungszylinder (4) und am Hubsauger (5),
• - wobei magnetische Mittel zum Halten des Bogens in der angehobenen Position vorgesehen sind,
• - durch die die beiden Berührflächen in gegenseitiger Anlage gehalten werden,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß am Führungszylinder (4) ein schaltbarer Elektromagnet (21) sowie ein Halteblech (27) angeordnet sind,
• - daß am Hubsauger (5) ein Permanentmagnet (26) in Reihe zum Elektromagneten (21′) befestigt ist,
• - wobei das elektromagnetische Feld des Elektromagneten (21′) im eingeschalteten Zustand dem Feld des Permanentmagneten (26) derart entgegenwirkt, daß die den Hubsauger (5) in seiner angehobenen Stellung haltende Kraft zumindest aufgehoben wird (Fig. 9).