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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Längsausrichtung
von plattenartigen Werkstücken
in einer Einführstation
von einer Maschine, die sie verarbeitet um Verpackungen herzustellen.
In solch einer Maschine werden die plattenartigen Werkstücke, oder
Bogen aus Papier oder Karton, nacheinander von zuoberst eines Stapels
genommen und in flachem Zustand zu einer Reihe von Verarbeitungsstationen
wie Druck-, Stanz- und
Abfallausbrechstationen geführt,
bevor sie in einer Auslagestation wieder gestapelt werden.
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Bei
der Einführung
sind die Bogen auf einer Stapeltragplatte gelagert, die mit automatischer
vertikaler Verschiebung durch Ketten ausgestattet ist, so dass die
Höhe des
Stapels während
der Einführung der
Bogen in die Verarbeitungsmaschine konstant bleibt. Die Bogen werden
durch Hebesaugnäpfe
einer nach dem anderen von zuoberst des Stapels genommen und zu
Transportsaugnäpfen
getragen. Die Transportsaugnäpfe
bewegen sich horizontal hin und her und bringen so jeden Bogen zu
einem Anlegetisch, wo die plattenartigen Werkstücke folglich flächig abgelegt
werden.
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Eine
Transportart des Bogens vom Eingang des Anlegetischs bis zur ersten
Verarbeitungsstation besteht darin, einen aus Riemen gebildeten
Förderteppich
sowie Pressrollen gemeinsam zu benutzen, wobei letztere den Bogen
auf dem Teppich halten und ihn vor die erste Verarbeitungsstation
bringen. Jeder Bogen wird danach von einer Greiferstange, die auf
einer Greiferstangenkette angebracht ist, in die nächsten Stationen
mitgenommen.
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Die
erfindungsgemässe
Vorrichtung wird in der Einführstation
direkt vor dem Anlegetisch verwendet. Um den korrekten Betrieb der
Maschine zu gewährleisten
muss einerseits der vordere Rand von jedem eingeführten plattenartigen
Werkstück
genau ausgerichtet sein, so dass er nicht schräg engagiert wird, und andererseits
muss die Geschwindigkeit, mit der diese Werkstücke auf dem Anlegetisch abgelegt werden,
beibehalten werden. Diese letzte Bedingung bestimmt den Längsstandort
des Bogens auf dem Teppich, d.h. seine Positionierung in der Laufrichtung,
so dass ihn die Greiferstange zum Zeitpunkt seines Durchlaufs richtig
ergreifen kann. Diese Geschwindigkeit ist durch den Abstand zwischen
zwei vorderen Rändern
von zwei aufeinanderfolgenden plattenartigen Werkstücken auf
dem Anlegetisch physikalisch messbar. Mit einer Vorrichtung für die Ausrichtung
des vorderen Bogenrandes können
die beiden Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden, sofern diese Vorrichtung
synchronisiert mit der Produktionsgeschwindigkeit der Maschine arbeitet.
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Eine
Vorrichtung für
die Längsausrichtung der
Bogen besteht im Allgemeinen aus einer Querwelle, die über die
Breite des Anlegetisches spannt. Diese Welle ist etwas unterhalb
des oberen Niveaus der von den Transportsaugnäpfen gehaltenen Bogen angeordnet.
Wenn es vertikal orientiert ist, dient ein Blatt, das sich entlang
der Querwelle erstreckt und mit ihr fest verbunden ist, als Anschlag
für den
vorderen Bogenrand des Bogens und erlaubt so seine Ausrichtung.
Synchronisiert mit der Produktionsgeschwindigkeit, wird die Welle
mit einer sich wiederholenden Pendelbewegung zwischen 0 bis 45 Grad
angetrieben, so dass das Blatt eine Klappe bildet, die von einer
vertikalen geschlossenen Position in eine schräge geöffnete Position wechselt, die
in letzterem Fall den Durchlauf des Bogens auf den Anlegetisch erlaubt.
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Mehrere
Vorrichtungen dieser Art sind bis heute bekannt aber nur wenige
berücksichtigen
ein unterstelltes Problem, das mit dem Anfangszustand der in die
Produktionsmaschine einzuführenden
Bogen zusammenhängt.
Von organischer Natur sind die in der Verpackungsindustrie verwendeten
Papier- oder Kartonbogen
besonders empfindlich für
die herrschenden Bedingungen, unter denen sie verarbeitet oder gelagert
werden. Ein Hauptfaktor ist die Luftfeuchtigkeit, die die mechanischen,
dimensionalen und vor allem geometrischen Eigenschaften des Bogens
wesentlich beeinflusst. Obgleich er ursprünglich flach ist, neigt der
Bogen häufig
dazu, sich beispielsweise infolge der Luftfeuchtigkeitsschwankungen
aber auch infolge des Bedruckens von einer seiner Seiten zu wölben. Diese
Bombage wird in der Fachsprache normalerweise „Krümmung" genannt. Die Krümmung betrifft vor allem Bogen
aus Wellpappe und ist umso bezeichnender je dicker die Bogen sind,
oder wenn die Materialqualität
der beiden Bogenseiten unterschiedlich ist; wie dies oft der Fall
ist für
die bedruckten ästhetischen
Kartonverpackungen. Diese Krümmung
ist nicht unbedingt eine symmetrische Verformung in Bezug auf eine
der zwei Symmetrieachsen des Bogens. Tatsächlich kann der Bogen eine
Wölbung
aufweisen, die in seiner linken Hälfte ausgeprägter ist
als in seiner rechten Hälfte oder
umgekehrt.
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Werden
stark gekrümmte
Bogen in der Maschine verwendet, stellt dies verschiedene Probleme dar,
insbesondere bei der Einführung
des Bogens auf den Anlegetisch, aber ebenfalls während der Ausrichtung des vorderen
Randes des Bogens kurz vor seiner Einführung. Da er im Allgemeinen
von den Saugnäpfen
in seinem Mittelteil ergriffen wird, verursacht das Engagieren eines
stark gekrümmten
Bogens auf den Anlegetisch Schwierigkeiten bei den Seitenteilen
des Bogens, die dazu neigen, am Vorderrand des Anlegetischs hängenzubleiben.
In der Tat, angesichts der konkaven Wölbung des Bogens befindet sich
der Rand der Seitenteile dieser Bogen unterhalb des Einführungsniveaus,
das dem Mittelteil des von den Saugnäpfen gehaltenen Bogens entspricht.
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Um
dieses Problem zu lösen
ist es bekannt, Platten zu verwenden, die auf dem Vorderteil des
Anlegetischs angeordnet sind, wie dies in Patent CH 651'807 vorgesehen ist.
Bestehend aus abwärts
gebogenen Platten oder Stangen, erleichtern diese Platten die Einführung der
gewölbten
Seitenteile eines gekrümmten
Bogens.
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Wenn
jedoch stark gekrümmte
Bogen verwendet werden müssen,
behindert der Gebrauch einer solchen Klappe wie die vorbeschriebene
immer den Durchlauf des Bogens. Tatsächlich stossen die fallenden
Seitenteile dieser Bogen noch und trotz allem gegen die Seitenteile
der geöffneten
Klappe, so dass die Bogenecken drohen umzuknicken. Um dieses Problem
zu lösen
besteht eine bekannte Lösung darin,
die Klappenlänge
zu kürzen
und nur ihren Mittelteil zu behalten, damit die Seitenränder des
gekrümmten
Bogens ohne Behinderung infolge der so gebildeten seitlichen Freisetzung
durchlaufen können.
Diese Lösung
erfordert eine Aufteilung der Klappe in mehrere abnehmbare Elemente
oder in eine Vielzahl von frei beweglichen Segmenten.
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In
der Praxis weist diese Ausführung
jedoch verschiedene Nachteile auf, einerseits eine reduzierte, auf
den Mittelteil der Bogen beschränkte
Ausrichtung, die vom Ausmass seiner Krümmung abhängt, und andererseits eine
zusätzliche
Handhabung, die auf reduziertem und schwer zugänglichen Raum ausgeführt werden
muss und den Gebrauch von Hilfsmitteln für die Montage und Demontage
der Klappe erfordert. Da die Krümmung
der auf dem Stapelträgerin
der Einführstation
gestapelten Bogen ebenfalls je nach Stapelhöhe schwankt, benötigt eine solche
Ausführung während der
Produktion einerseits eine ständige
Kontrolle des Durchlaufs der Bogen über die geöffnete Klappe und andererseits
eine Reihe wiederholter manueller Eingriffe um die Länge dieser
Klappe entsprechend dem Ausmass der Bogenwölbung anzupassen. Diese zahlreichen
Eingriffe implizieren häufige
Maschinenstopps, was wiederum die Produktionskosten verteuert.
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Die
Form der Seitenplatten, welche die Bogeneinführung begünstigen, verändert sich
in erster Linie entsprechend der maximalen Freisetzung, in seinen
Seitenteilen, die durch die Vorrichtung für die Längsausrichtung des Bogens erreicht
wird. Diese Freisetzung ist hingegen proportional zu dem Platz, welchen
die Seitenteile der Klappe beanspruchen, wenn letztere auf die für den Durchlauf
von gekrümmten
Bogen notwendige Konfiguration angepasst ist. Je grösser die
Freisetzung an den Klappenenden ist, desto besser ist der Durchlauf
der Bogen und umso gekrümmter
können
sie sein. Aber im Widerspruch dazu, je länger die Kontaktlänge des
vorderen Bogenrandes gegen die Klappe ist, desto besser ist die
Ausrichtung des Bogens und umso kleiner ist die seitliche Freisetzung.
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Bis
heute war der Bediener gezwungen, den bestmöglichen Kompromiss zwischen
diesen zwei Gegensätzen
zu finden, was wiederholte und unbequeme Einstellungen wie die obenerwähnten zur
Folge hatte.
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Um
diese Nachteile zu beheben, schlägt
die vorliegende Erfindung für
die Längsausrichtung
von Bogen eine Kardangelenkvorrichtung vor, wobei die Welle der
beweglichen Anschlagklappe eine Form annehmen kann, die sich der
Wölbung
des vorderen Randes des gekrümmten
Bogens anpasst. Zu diesem Zweck, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf
eine Vorrichtung gemäss
Patentanspruch 1.
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Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen hauptsächlich darin,
dass eine solche Vorrichtung eine Ausrichtung des Bogens auf seinem
fast gesamten vorderen Rand erlaubt, für Bogen, die von einer bedeutenden
Krümmung
(bis zu 4 bis 5%), symmetrisch oder asymmetrisch, betroffen sind.
Ausserdem hat die erfindungsgemässe
Vorrichtung den Vorteil, ständig
in der Einführstation
bleiben zu können,
dank ihrer besonderen Fähigkeit,
ihre Geometrie leicht verändern
zu können
um sich den gewölbten
Formen von den gekrümmten
Bogen anzupassen. Vorteilhafterweise muss kein Teil der Klappe der besagten
Vorrichtung hinzugefügt
oder von ihr entfernt werden und kein Hilfsmittel ist für ihre Einstellung
notwendig, so dass bei der Maschinenvorbereitung für eine neue
Arbeit beträchtlich
Zeit eingespart werden kann. Schliesslich können bei diesem neuen Konzept,
durch Nichtvorhandensein, keine Teile der Klappe verloren gehen.
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Um
einige Ausdrücke
zu bestimmen, die die Position und Orientierung von bestimmten Bestandteilen
in der Maschine bezugnehmend auf die vorliegende Erfindung beschreiben,
werden die Bezeichnungen „Bedienungsseite" und „Gegenbedienungsseite" angeführt, die
in allgemeiner Übereinstimmung verwendet
werden, um sich auf eine bestimmte Seite bezüglich der Mittellängsachse
der Maschine zu beziehen. Diese Wahl ermöglicht es, jegliche Verwirrung
bezüglich
den herkömmlichen
Bezeichnungen links und rechts zu vermeiden, die vom Standpunkt des
Betrachters abhängen.
Auf ähnliche
Weise werden die gewohnten Ausdrücke „längs" und „quer" verwendet, die sich
immer auf die Mittelachse der Maschine beziehen, deren Orientierung
durch die Laufrichtung der plattenartigen Werkstücke bestimmt ist. Schliesslich
werden auch die Ausdrücke „stromaufwärts" und „stromabwärts" angeführt, die
sich auf die Laufrichtung der plattenartigen Werkstücke in der Produktionsmaschine
beziehen.
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Besser
verständlich
wird die Erfindung bei der Prüfung
einer Ausführungsform,
die als keineswegs beschränkendes
Beispiel angeführt
und durch die beigelegten Zeichnungen dargestellt wird, in welchen
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1 eine
Perspektivansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung ist, von der
Bedienungsseite der Maschine her gesehen, stromabwärts in der
Laufrichtung der plattenartigen Werkstücke.
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2 eine
Perspektivansicht des Mechanismus ist, der die kinematische Kette
der erfindungsgemässen
Vorrichtung veranschaulicht, aus demselben Blickwinkel gesehen.
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3 eine
Draufsicht der erfindungsgemässen
Vorrichtung ist.
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4 und 5 Seitenansichten,
von der Bedienungsseite her gesehen, des Mechanismus von 2 sind,
wenn die Anschlagklappe geschlossen und wenn sie geöffnet ist.
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1 ist
eine Gesamtansicht der Vorrichtung 1 für die Längsausrichtung von plattenartigen Werkstücken 2,
die in der von Pfeil 3 angezeigten Richtung durchlaufen,
welcher hier auf der Längsachse
der Maschine angeordnet ist. Das plattenartige Werkstück 2,
illustriert mit strichpunktierter Linie, ist nur teilweise durch
seinen stromabwärtigen
Teil dargestellt und besitzt eine asymmetrische Krümmung, deren
Wölbung
auf der Bedienungsseite ersichtlich ist. Die Vorrichtung 1 umfasst
zwei Platten 5 und 6, die in einem optimalen Winkel
und entlang einer schrägen
Linie 7 abwärts
gebogen sind, so dass sie für
die am stärksten
gekrümmten
plattenartigen Werkstücke
zwei Zugangsrampen zu einem Anlegetisch 8 bilden, der stromabwärts schematisch
durch eine strichpunktierte Linie illustriert ist. Die Aussenränder der
Platten 5 und 6 werden jeweils gegen Seitenträger 9 und 10 der
Vorrichtung 1 gehalten, und die Innenränder sind ihrerseits an zwei
Aussenlagern 11 und 12 befestigt, die am nicht
dargestellten Rahmen der Produktionsmaschine von Verpackungen gehalten
werden. Zwei Innenlager 13, 14 tragen gemeinsam
mit den Aussenlagern 11, 12 zwei Riemenscheiben 15, 16 in
ihrem stromaufwärtigen
Ende. Durch zwei um diese Riemenscheiben drehende Riemen 17, 18 (3)
kann jedes sukzessiv in die Produktionsmaschine von Verpackungen
eingeführte plattenartige
Werkstück 2 auf
den Anlegetisch 8 gebracht werden.
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Stromaufwärts, auf
den Vorderteilen der zwei Seitenträger 9 und 10 gleiten
zwei Lager 21, 22 vertikal in Nuten 20 und
können
dort unabhängig
voneinander mittels einer Spannschraube mit Griff 23 blockiert
werden. Zwischen diesen zwei Lagern ist eine Welle 24 mit
vier Kardangelenken 25 angebracht, die in 2 besser
ersichtlich sind. Diese Kardangelenkwelle 24 besteht aus
drei Segmenten, d.h. zwei Seitensegmente 27 und 28 und
ein Mittelsegment 26, dass durch die Lager 13, 14 getragen
wird. Durch die vertikalen Verschiebungen der Lager 21, 22 kann
die Schrägstellung
der Seitensegmente 27, 28, die um zwei Innenkardangelenke 25 schwenken,
in einem bestimmten Bereich leicht verändert werden. Obgleich diese
Einstellung manuell mit Hilfe der Griffe 23 ausgeführt wird,
ist es auch möglich,
sie zu automatisieren, oder sogar zu steuern, entsprechend der Krümmung der
Bogen, die während
der gesamten Produktion schwanken kann.
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Jedes
Segment der Kardangelenkwelle trägt eine
Klappe, die stromaufwärts
in Richtung des stromabwärtigen
vorderen Randes des plattenartigen Werkstücks 2 orientiert ist,
so dass die genau ausgerichteten Klappen 30, 31, 32 einen
flachen Queranschlag für
die Längsausrichtung
des Bogens 2 bilden. In 1 sind die
Klappen in einer sogenannten geschlossenen Position dargestellt,
d.h. in vertikaler Position, so dass sie den Durchlauf des plattenartigen
Werkstücks 2 verhindern
und folglich den Ausrichtungsanschlag bilden. Die Mittelklappe 30 ist
durch zwei in 3 ersichtliche Halter 33 am Mittelsegment 26 angebracht.
Diese Halter sind auf den oberen Teil des Mittelsegments, symmetrisch
in bezug auf die Längsachse
der Maschine, auf gefräste
Flächen 34 (2)
geschraubt. Die Mittelklappe 30 ist schliesslich mittels
Schrauben 35 an diesen Haltern befestigt. Die zwei Seitenklappen 31 und 32 werden
ihrerseits gegen die jeweiligen Segmente 27, 28 durch
Schrauben 36 gehalten, die Klammern 37 durchqueren
und festziehen, welche auf diesen Segmenten regelmässig verteilt
sind.
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Die
oberen Ecken der Klappen sind gerundet und ganz besonders die Aussenecken
der Seitenklappen 31, 32, und gewährleisten
so eine maximale Freisetzung für
den Durchlauf eines stark gekrümmten
Bogens. Die Mittelklappe 30 besitzt einen horizontalen
geradlinigen oberen Rand sowie eine Öffnung 38 in ihrem
oberen Mittelteil. Diese Öffnung
erlaubt den Durchgang eines Lichtbündels von einem Sensor (nicht
dargestellt), der auf der Längsachse der
Maschine stromabwärts
von der Mittelklappe angeordnet ist. Mit diesem Sensor kann die
Höhe des Stapels
in bezug auf die Vorrichtung für
die Längsausrichtung
der Bogen eingestellt werden, damit nur ein Bogen auf einmal auf
den Anlegetisch eingeführt
wird. Die Seitenklappen 31, 32 sind identisch und
trapezförmig,
so dass durch Einstellung der Höhe
ihres Aussenendes mit Hilfe der vertikalen Verschiebung der entsprechenden
Lager 21, 22 die obere Kante dieser Klappen mit
derjenigen der Mittelklappe ausgerichtet werden kann und so eine
horizontale geradlinige Linie gebildet wird. Diese Konfiguration
ist in 1 durch die Klappen 30 und 32 auf der
Gegenbedienungsseite veranschaulicht. Die Trapezform dieser Seitenklappen
ist ebenfalls so ausgebildet, dass wenn die Höhe ihres Aussenendes auf dem
tiefsten Niveau ist, ihre untere Kante parallel zum angrenzenden
Rand einer Schutzplatte 39 ist, die durch Schrauben 40 (3)
an einem Element (nicht dargestellt) angebracht ist, das mit dem
Maschinenrahmen verbunden ist. Diese zweite Konfiguration ist in 1 durch
die Klappen 30 und 31 auf der Bedienungsseite
dargestellt, die sich folglich der Form der Schutzplatte 39 anpassen
und die Zwischenräume
maximal reduzieren.
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2 stellt
den Mechanismus dar, der die kinematische Kette der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung bildet. Die Positionen der verschiedenen dargestellten
Elemente sind absolut identisch mit denjenigen derselben Elemente
in 1. Um die Klappen der Vorrichtung 1 abwechselnd
zu senken, mit der Absicht, den Durchlauf des plattenartigen Werkstücks 2 freizugeben,
und wieder anzuheben, um das nächste
Werkstück
auszurichten, ist es notwendig, dass die Kardangelenkwelle 24 ihrerseits
mit derselben Bewegung angetrieben wird, die in einem bestimmten
Winkelbereich, vorzugsweise zwischen 0 und 45 Grad in der Laufrichtung
der plattenartigen Werkstücke,
schwankt. Dieses Pendeln wird durch einen Bedienungshebel 41 am
Bedienungsseitenende einer Transmissionswelle 42 gesteuert.
Letztere wird durch das Lager 14 und den Seitenträger 10,
in welchem sich ein anderes Wälzlager
befindet, gedreht. Das Pendeln des Bedienungshebels 41 wird durch
den Nocken 43 gegeben, der auf einer Welle 44 angebracht
ist, die ununterbrochen durch eine Vorrichtung (nicht dargestellt)
und synchronisiert mit der Laufgeschwindigkeit der plattenartigen
Werkstücke
gedreht wird.
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Wie
in 3, 4 und 5 besser
ersichtlich ist, wird die besondere Form des Nockens 43 von
einer Abtastrolle 45 registriert, die am Ende eines Arms 46 angebracht
ist. Das gegenüberliegende
Ende dieses Arms ist am Endteil, Gegenbedienungsseite, der Welle 42 fest
angebracht, so dass die Drehbewegung des Arms 46 dem Bedienungshebel 41 übermittelt
werden kann. Der Bedienungshebel 41, welcher in einem Gelenk 47 endet,
schwingt um die Achse der Transmissionswelle 42 von einer
erhöhten
in eine gesenkte Position, und umgekehrt. Eine frei drehbare Zugstange 48 verbindet
das Gelenk 47 mit dem Gelenk 49, das auf dem Mittelsegment 26 der
Kardangelenkwelle fest gehalten wird. Die Zugstange 48 bildet
das zentrale Transmissionselement eines Gelenks, das auf das Segment 26 der Kardangelenkwelle
wirkt, so dass die gesamte Welle 24 zum Schwingen gebracht
wird, um die Klappen 30, 31 und 32 nacheinander
zu senken und wieder anzuheben.
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Um
die Spiele in der kinematischen Kette auszugleichen und die Nockensteuerung
zu gewährleisten,
verbinden zwei Zugfedern 51, 52 jeweils die Seitensegmente 27 und 28 der
Kardangelenkwelle mit Drehzapfen 53, die starr gegen die
Aussenfläche der
Lager 11 und 12 befestigt sind. Das stromaufwärtige Ende
dieser Federn wird auf einem Lager zwischen einer Federbefestigung 55 und
einer Abstandhülse 56,
die durch eine Schraube 57 zusammengeklemmt werden, gehalten.
Wie in 2 besser ersichtlich ist, ist die Federbefestigung
ihrerseits, wie die Klammern 37, am entsprechenden Seitensegment
der Kardangelenkwelle befestigt. Zwei Öffnungen in den Platten 5 und 6 oberhalb
der Federn lassen letztere frei bewegen.
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4 und 5 sind
Seitenansichten, von der Bedienungsseite her gesehen, des Mechanismus von 2,
beziehungsweise wenn sich die Klappen 30, 31, 32 in
geschlossener Position befinden und wenn sie geöffnet sind. Durch diese zwei
Figuren können
die Bewegungen der Teile des Mechanismus, welche das Senken und
wieder Anheben der Klappen der erfindungsgemässen Vorrichtung bewirken,
besser dargestellt werden.
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Zahlreiche
Verbesserungen können
im Rahmen der Patentansprüche
an dieser Vorrichtung vorgenommen werden.