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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Ausrichtung von Blättern
nach zwei senkrecht zueinander verlaufenden Blattanschlägen.
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Eine Vorrichtung zur Ausrichtung
von blattförmigen
Gegenständen
nach einer seitlichen Kante ist in der europäischen Patentanmeldung
EP-A-0 491 344 offenbart.
Blattförmige
Gegenstände,
die mittels einer Fördereinrichtung
in eine erste Richtung transportiert werden, werden gleichzeitig
mittels eines rotierenden Rades in eine zweite Richtung, senkrecht zur
ersten Richtung, auf einen Anschlag hin transportiert. Die Rotationsachse
des Rades ist zwar zur Oberfläche
des Transportgegenstandes parallel, aber ist um einen Winkel gegen
die erste Transportrichtung geneigt. An der Peripherie des Rades
sind ellipsoide Reibrollen angebracht, deren Achsen mit der Rollenachse
ebenfalls einen Winkel einschließen. Die Anordnung, bestehend
aus Antriebsaggregat, Rolle und Reibrollen, ist derart angeordnet,
dass die Achsen der Reibrollen zur ersten Transportrichtung des
Blattes bzw. zum Anschlag parallel sind. Die Reibrollen rotieren
mit der Rolle und fördern
damit das Blatt in Richtung des Anschlags. Ist der Anschlag erreicht
so verhindert die Eigenrotation der Reibrollen eine übermäßige laterale
Kraft und unerwünschtes
Rutschen, Deformieren und/oder Reibung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zu schaffen, mit der ein Papierblatt oder ein anderer
blattförmiger
Gegenstand in schonender Weise aus einer undefinierten Ausgangslage in
eine definierte Endlage überführt werden
kann, die durch zwei im Winkel von 90° zueinander stehende Anschläge gebildet
ist.
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Dies wird erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
liegen darin, dass die Drehbewegung der Vorrichtung eine Kraft über die
schräglaufenden
Reibrollen auf des Blatt überträgt. Die
resultierende Bewegung des Blattes ist stets auf die beiden Anschläge hin gerichtet.
Wird ein Anschlag erreicht so wird das Blatt automatisch in Richtung
des anderen Anschlages hin weiterbefördert, ohne dabei das Blatt
weiterhin gegen die bereits ausgerichtete Kante zu drängen. Auf
diese Weise werden Beschädigungen
des Blattes vermieden.
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Hinzu kommt, dass durch die spezielle
Formgebung der Reibrollen die Einhüllende der an der Peripherie
der Vorrichtung angeordneten Reibrollen einem Zylinder entspricht.
Dadurch wird ein guter Rundlauf der Vorrichtung erreicht. Gegenüber bekannten
Vorrichtungen mit exzentrisch gelagerten Rädern werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
Schwingungen und/oder Geräuschentwicklungen
vermieden. Ferner wirkt sich die Neigung der Reibrollen zur Achse
der Vorrichtung besonders vorteilhaft aus, da eine Berührung zwischen
der im Eingriff befindlichen Reibrolle und dem auszurichtenden Blatt
in einem Punkt erfolgt und zusätzlich
die Berührpunkte
schräg über die
Blattoberfläche
wandern, wodurch eine Mitnahmewirkung auf das neu auf den ausgerichteten
Blattstapel einlaufende Blatt ausgeübt wird. Im Gegensatz zu bekannten
Vorrichtungen muss die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht mechanisch
angehoben werden, um den Weg für
ein neu einlaufendes und auszurichtendes Blatt frei zu machen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Anzahl
der Reibrollen so gewählt
wird, dass die Summe der von den Reibrollen abgedeckten Winkelbereiche
größer als 360
Winkelgrade ist.
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Besonders vorteilhaft wirkt sich
der konstante Abstand zwischen dem aktuellen Berührpunkt der Reibrollen mit
der Blattoberfläche
und der Achse der Vorrichtung aus, weil daraus ein runder Lauf derselben
resultiert. Die Reibrollen bewegen sich schräg unter einem bestimmten Winkel über das
Blatt. Durch die mittels Reibung zwischen Reibrolle und Blatt übertragene
Rollenführungskraft
wird das Blatt auf zwei senkrecht zueinander stehende Anschläge transportiert.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
wird der Gegenstand der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung zeigt
in der
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1 eine
perspektivische Darstellung der Vorrichtung,
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2 eine
Darstellung der räumlichen
Lage einer Rollenachse in Bezug zur Antriebsachse,
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3 eine
schematische Darstellung eines auszurichtenden Blattes in beliebiger
Lage,
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4 eine
schematische Darstellung eines an der kurzen Blattkante zuerst ausgerichteten
Blattes und
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5 eine
schematische Darstellung eines an der langen Blattkante zuerst ausgerichteten
Blattes.
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Die 1 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung 1, die über eine
Achse A-A mittels mechanischer Mittel, nicht dargestellt, angetrieben
wird. Auf eine Welle 3 sind zwei kreisscheibenförmige Rollenträger 2 aufgesetzt,
an deren Umfang mehrere Reibrollen 4 angeordnet sind, die
jeweils um eine Achse B-B drehbar gelagert sind. Die Außenkontur
der an der Peripherie der Rollenträgers 2 angeordneten
Reibrollen 4 hat bei sich drehender Vorrichtung 1 die
Form einer zylindrischen Hüllkurve,
deren Durchmesser etwas größer ist
als der Durchmesser der Rollenträger 2.
Die Reibrollen 4 berühren
die Oberfläche
eines unter der Vorrichtung befindlichen Blattes 6, das
ausgerichtet werden soll.
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In der 2 ist
die räumliche
Lage einer Reibrollenachse B-B dargestellt. Die Lage der anderen
Rollenachsen ist in gleicher Weise definiert, und sie sind entsprechend
der Anzahl der Reibrollen 4 am Umfang der Rollenträger 2 angeordnet.
Die Rollenträger 2 sind
in 2 schematisch als
Kreise dargestellt. Die räumliche
Lage des Rollenträgers 2 und der
Vorrichtungsachse A-A wird durch ein Koordinatensystem x(0), y(0)
und z(0) beschrieben, während die
Lage der Rollenachse B-B durch ein transformiertes Koordinatensystem
x(1), y(1) und z(1) festgelegt wird. Durch Drehung der Achsen x(0)
und y(0) um einen Winkel β gegen
den Uhrzeigersinn erhält
man die transformierten Koordinaten x(1) und y(1). Die Befestigungspunkte 8 und 10 der
Rollenachsen B-B am Rollenträger 2 sind
durch einen Versatz v(z) in z(0)-Richtung und einen Versatz v(y)
in positiver bzw. negativer y(0)-Richtung bestimmt. Der Versatz
v(y) bestimmt die Neigung der Rollenachse B-B um den Winkel β bezüglich der
Achse A-A, die mit der x-Achse des Koordinatensystems x(0), y(0),
z(0) identisch ist. Eine Reibrolle 4 deckt einen Winkelbereich
der Vorrichtungswelle 3 von 2·α1·K1 ab, wobei sich der Winkel α1 aus
dem Verhältnis
der beiden Versätze v(z)
und v(y) errechnet. Die Anzahl N der Reibrollen 4 ist so
gewählt,
dass ihre Gesamtheit eine Winkelsumme SN von mehr als 360° überdeckt.
Die bei einem festen Winkel α1 erforderliche Anzahl N von Reibrollen 4 kann
mit folgender Gleichung 1 bestimmt werden: Gleichung 1: SN = N·2·α1·K1.
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Dabei ist SN: die überdeckte
Winkelsumme,
N: die Zahl der Reibrollen 4 und
α1 der
Winkel, der sich aus den Verhältnis
der Versätze
v(z) und v(y) der Reibrollen 4 ergibt.
K1:
Korrekturfaktor Rollengeometrie.
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Die Winkelsumme SN ist größer als
360°, damit
sich jeweils aufeinanderfolgende Reibrollen 4 überlappen,
d. h. beendet die aktuelle Reibrolle 4 aufgrund der Drehung
der Vorrichtung 1 den Kontakt mit dem auszurichtenden Blatt,
so besteht bereits Berührung
mit der nachfolgenden Reibrolle 4. Ein runder Lauf der
Vorrichtung 1 wird durch diese Ausbildung erreicht. Ferner
ist die Außenkontur
der Reibrollen so berechnet, dass jeder Berührpunkt mit dem darunter liegenden
B einen konstanten radialen Abstand zur Vorrichtungswelle 3 hat.
Die Außenkontur
der Reibrollen 4 ist vorzugsweise tonnenförmig.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist anhand der 3 bis 5 beschrieben.
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In der 3 sind
die einzelnen Geschwindigkeitskomponenten dargelegt, welche an der
resultierenden Blattbewegung beteiligt sind. Die Tangentialgeschwindigkeit
am Umfang der Vorrichtung ist v(B). Ist eine Reibrolle 4 im
Kontakt mit einem Blatt 6 und kann sich die Reibrolle 4 um
die Achse B-B frei drehen, so wird in Richtung der Projektion der
Radführungskraft
in die Blattebene eine Bewegung auf das Blatt übertragen. Die Richtung der
auf das Blatt übertragenen
Bewegung entspricht der Projektion der Reibrollenachse B-B in die
Blattebene, und die auf das Blatt übertragene Geschwindigkeit
v(F) bewegt das Blatt in diese Richtung. Der Berührpunkt B der Vorrichtung 1 mit
dem Blatt 6 wandert dabei über die Breite der Vorrichtung
parallel zur Projektion der Vorrichtungsachse A-A auf dem Blatt 6 entlang.
Die Geschwindigkeit v(F) setzt sich vektoriell aus der Tangentialgeschwindigkeit
v(B) der Vorrichtung 1 bezüglich der Achse A-A und der Überlagerung
einer Umfangsgeschwindigkeit v(R) der Reibrolle 4 bezüglich der
Achse B-B zusammen. Über
diese Beziehung ergibt sich die Umfangsgeschwindigkeit v(R) der
Reibrolle 4 bezüglich
der Achse B-B aus der Tangentialgeschwindigkeit v(B) der Vorrichtung 1 bezüglich der Achse
A-A und der Bewegungsmöglichkeit
des Blattes 6. Das Blatt 6 bewegt sich mit der
Geschwindigkeit v(F) solange die Bewegungsfreiheit nicht durch Anschläge eingeschränkt wird.
Berührt
das Blatt einen Anschlag, so wird zunächst das Blatt an dem Anschlag
ausgerichtet, derart dass die entsprechende Kante parallel zu dem
entsprechenden Anschlag liegt.
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Die Geschwindigkeit v(F) wird in
zwei Komponenten v(16) und v(18) zerlegt, wobei v(16) auf dem Anschlag 16 und
v(18) auf dem Anschlag 18 senkrecht steht. Die 4 zeigt das Blatt 6 mit
einer Kante am Anschlag 18 ausgerichtet, dadurch ist nur noch
eine Bewegungsrichtung entlang des Anschlags 18 möglich. Das
Blatt erfährt
weiterhin aufgrund der Radführungskräfte der
Reibrollen 4 sowie der Führungskraft am Anschlag 18 eine
Geschwindigkeit v(16), die senkrecht zum Anschlag 16 wirkt. Die
Geschwindigkeitskomponente v(18) senkrecht zum Anschlag 18 wird
durch die Vorrichtung 1 kompensiert, indem sich die Drehgeschwindigkeit
der aktuellen Reibrolle 4 erhöht. Ist das Blatt 6 mit
einer Kante am Anschlag 16 ausgerichtet, siehe 5, so kann die Bewegung
des Blattes 6 nur noch in Richtung des Anschlages 18 erfolgen.
Die aufgrund der Geschwindigkeit v(F) dem Blatt mitgeteilte Geschwindigkeitskomponente
v(16) kann nicht mehr wirksam werden. Die Geschwindigkeitskomponente v(16)
wird durch eine Verlangsamung der Drehbewegung der aktuellen Reibrolle 4 kompensiert.
Das Blatt 6 erfährt
nur noch die Geschwindigkeitskomponente v(18) in Richtung des Anschlags 18.
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Ist das Blatt in die durch die Anschläge 16 und 18 gebildete
Ecke transportiert, so kann es sich nicht mehr weiter bewegen. Dies
führt dann
zu einem Durchrutschen der Reibrollen 4. Gelangt erneut
ein auszurichtendes Blatt an die Vorrichtung 1, so wird dieses
ohne ein Anheben der Vorrichtung erfasst und in der beschriebenen
Weise ausgerichtet