EP0116015B1 - Vorrichtung zur Entnahme und Wegförderung eines Probeexemplars aus einem Schuppenstrom von Druckerzeugnissen und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Entnahme und Wegförderung eines Probeexemplars aus einem Schuppenstrom von Druckerzeugnissen und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung Download PDF

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EP0116015B1
EP0116015B1 EP84810053A EP84810053A EP0116015B1 EP 0116015 B1 EP0116015 B1 EP 0116015B1 EP 84810053 A EP84810053 A EP 84810053A EP 84810053 A EP84810053 A EP 84810053A EP 0116015 B1 EP0116015 B1 EP 0116015B1
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EP
European Patent Office
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deflecting
gripping device
gripper
spring
chain
Prior art date
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EP84810053A
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English (en)
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EP0116015A1 (de
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Walter Reist
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IPT Weinfelden AG
Original Assignee
IPT Weinfelden AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H29/00—Delivering or advancing articles from machines; Advancing articles to or into piles
    • B65H29/58—Article switches or diverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H29/00—Delivering or advancing articles from machines; Advancing articles to or into piles
    • B65H29/003—Delivering or advancing articles from machines; Advancing articles to or into piles by grippers

Definitions

  • the invention relates to a device for the removal and further transport of predetermined specimens from an ordered scale flow of printed products, which comprises a first conveyor belt with associated control means and a deflection and gripping device that can be delivered to the scale flow, and a method for operating such a device, in which one of the devices continuously detected scale flow of flat printed products, sample copies are grasped by a deflection and gripping device and are pulled out of the scale flow in an accelerated manner (known from DE-A. 2820 957).
  • DE-A 2820957 discloses a device for separating out certain printed sheets from an orderly stream of shingles transported away on a first conveying path.
  • the conveyor line comprises a first conveyor belt with an associated counting head and sensor and a second conveyor belt arranged offset in height from the first conveyor belt.
  • a space is created during transport between the individual printed sheets, in which a flap mounted on a slide, which can be pivoted and delivered, engages and predetermined printing sheets are deflected by the counting head, which are moved by two further conveyor belts arranged at a short distance from one another in parallel Direction of a second conveyor line are transported.
  • FR-A 2206748 From FR-A 2206748 it is known from FR-A 2206748 to arrange a large number of gripping devices that are operatively connected to the articulated chain for grasping and transporting printed products from an orderly shingled stream.
  • the clamp-like gripping devices are arranged on the articulated chain in such a way that the individual printed products are pushed into the clamps in the open position in the area of a transfer point of the scale flow from a first to a second conveyor belt, and then closed by suitable means for holding and further transport of the printed products .
  • the design of the device is intended to enable it to be used on the shingled stream and to enable rapid sample transport over given topological conditions in such a way that the time between manufacture and assessment of the product is significantly reduced compared to the sampling known today.
  • the device according to the invention is characterized in that the deflection and gripping device has a catch spring tensioner which is formed from a prestressable gripper spring, a counter spring and a flexible deflection and catch spring designed as an extension of the counter spring, and a catch spring tensioner arranged in the range of movement of the deflection and catch spring that the deflection and gripping device device is operatively connected to a second conveyor belt designed as an articulated chain.
  • FIG. 1 schematically shows part of the entire manufacturing process for flat products, with which the device according to the invention is brought into cooperation.
  • the printed paper web P is folded for the first time via a funnel 8, divided by means of a cutting cylinder 7 and folded again between folding cylinders 5, 6 and finally transferred by a deposit star 3 into a scale stream 1 formed by depositing and removing speed.
  • a fold delivery with two folds is shown.
  • the scale stream 1 moves away from the laying star 3 at a relatively high speed to stations for further processing steps, and at this point, by converting a continuous material flow with the aid of the cutting device into a discontinuous one, it is possible for the first time to examine the manufacturing process by sampling. It is also the earliest point in time in the process, for example, to be able to intervene in a regulatory manner - an important aspect of course in fast-moving manufacturing processes.
  • the gripping device 25 is shown in a view and in a top view in FIGS. 3a and b. The functioning of the gripper device 25 is explained in detail in connection with FIG. 4.
  • the gripper G must work quickly and precisely and be able to grab a sample from the stream of shingles.
  • the gripping device 25 is essentially assembled from a catch spring 30, a gripping spring 32 with an elasticity-improving spiral part 32 ', a counter spring 31 with a holder 31', a gripping spring 32 moving (clamping) tensioning lever 34, this tensioning lever 34 is via a Tension lever roller 35 operated by a backdrop, not shown, and for example two spacer shafts 36 which hold two gripper cheeks 33 spaced apart.
  • the gripping device 25 is fastened to the articulated chain 23 with a plurality of spatial degrees of freedom.
  • the embodiment shown shows two such link chains 23, as can be seen in FIG. 3b.
  • This figure shows the gripping device 25 seen from above. Clamped on both sides of a link chain 23 that can be moved in three dimensions, the gripper device 25 is able to overcome even difficult topographies. You can see again the shovel-like catch spring 30, to which the gripping springs 31, 32 are connected by a spacer shaft 36.
  • the tensioning lever 34 for the gripping spring 32 carries the tensioning lever roller 35 at a slight angle and arranged in the center. The corresponding dimensions are given by the product to be manipulated.
  • a link chain arranged symmetrically to the center of the gripper G is sufficient.
  • One advantage that results from this is that it can be rotated around the longitudinal axis of the link chain to overcome topologically difficult transport routes.
  • FIG. 4 now shows the mode of operation of the device during the removal of a sample from the shingled stream 1.
  • the gripping device 25 is drawn in two different working positions, the catch spring 30 in three different working positions 30 1 , 30 2 , 30 3 .
  • the gripper G is in a rest position R.
  • a start device located at the destination for example a start button
  • the catch spring 30 1 comes into a pretension in which it comes to rest on a base 26 'of the catch spring clamp 26 in the bending position, at the same time the clamping lever 34 clamps the gripping spring 32 1 , 32 2 .
  • the catch spring 30 2 which is brought into standby and under spring tension serves as a receiver of a sample as soon as it comes back into its (almost) relaxed position. While the gripping device 25 with the gripper G, for example, creeps into the standby position B, the assignment detector 28 has electronically “captured” a sample E o at the time T o due to the same triggering process at the destination.
  • the sample is transported in the scale formation until, at the time T E, the catch spring tensioner 26 pulls the base 26 'away under the catch spring 30 2 , and it comes to an impact just before the sample copy E o running towards the gripping device 25 with the fold side. This happens quite suddenly due to the pretensioning of the catch spring 30, and part of the scale formation runs towards the open gripper G via the catch spring 30 3 functioning as a pickup. If the sample, now designated E, has reached a position within the gripper G formed by the gripping and counter-spring 32 2 , 31 at time T F , the open gripper G closes and pulls out the sample while accelerating the gripping device 25 in the direction Z w the scale formation.
  • the acceleration must be so great relative and in the same direction to the shingled stream 1 running in the direction S that the inertial forces of the specimens in static and sliding friction contact with the specimen E are greater than these friction forces. Acceleration values at which a conveying speed of 4 ms- 1 is reached between 300 and 800 ms are sufficient for newsprint.
  • the scale flow 1 conveys 60,000 to 80,000 copies / h with a scale spacing of approx. 80 mm.
  • the assignment detector 28 "detects" each individual copy from the scale stream 1; as long as no command to follow up a specific copy is given by a start pulse, the running copies are forgotten after the short pulse time.
  • the start pulse now causes the sample to be extracted to be “captured” and followed up by means of a counter C l , which, when switched on at this point, counts the tachometer pulses until the catch spring strikes at point T E (see also FIG. 4), at what point the counter C, the subtraction of the sub 26 'and, in this example, the on switch another counter C 2 causes.
  • the latter counts as many tachometer pulses as are necessary until the specimen running onto the gripper G is at the point T F in the area of the gripper springs 31 and 32.
  • the gripping spring 32 can be clamped in advance by means of the tensioning lever 34. The clamping can also take place when the gripping device 25 is brought into standby.
  • the counter closes the gripper G and triggers the aforementioned acceleration process in order to pull the sample, which is now also mechanically detected, out of the scale formation 1.
  • a second gripping device 25 ' which was previously at the destination, is simultaneously returned to the shingled stream.
  • further gripping devices etc. may not be arranged along the entire length of the conveyor chain 23, and it is also possible to provide more than one destination for one gripping device. For example, a start impulse coming from the editorial office of a newspaper could direct the sample to it, whereas the printer would normally have the sample stopped at his destination to monitor the print.
  • FIG. 6 shows a section of the link chain, as can also be seen in connection with the gripping device 25 shown in FIG. 3b.
  • the chain links 60 consist, for example, of screwable plugs / sockets with a plug seat 61 which is pivotally fitted into a socket 65 of an adjacent chain link.
  • a locking collar 62 prevents the plug connection from being disconnected under tensile load.
  • Two connected chain links can be freely rotated around their connection and can be pivoted up to an angle limited by the construction. With full pivoting and simultaneous turning, there is freedom of movement with the envelope of a cone.
  • the stopper seat 61 is a sliding seat, that is to say that the fully assembled articulated chain has no looseness with great mobility and the extensibility is given only by the type of material used. With polypropylene with good sliding properties and great toughness, even longer link chains do not have any disruptive elongation.
  • Each chain link has a convex seat 66, here part-spherical with the radius R.
  • the spherical shape is highlighted by two dashed circles; the larger circle only serves to better emphasize this characteristic.
  • an arrow which is intended to indicate a normal or contact force with N and a tensile force with Z.
  • the convex seat comes to rest on the deflection and drive rollers 22 in a concave seat incorporated therein (this is not shown) and the temporarily form-fitting connection thus formed of the convex seat 66 pressed with the force N into the concave seat of the drive roller in the pulling direction Z is completely slip-free and is therefore ideal, together with the negligible elongation, for high accelerations.
  • the gripping device 25 can be fixed to one or more of the chain links 60, as shown in FIG. 3b, for example with a fastening 68 according to FIG. 6.
  • the device according to the invention can be used wherever flat products are brought into movement in a discrete form, ie in series.
  • the scale formation is not a mandatory requirement, although this is preferably processed with the device.
  • the method according to the invention namely: Detecting, assigning, catching the catch spring, gripping and pulling away, loose and circulating specimens can also be recorded be recorded and transported to a destination.
  • application of the invention can be expected to reduce the removal / assessment time by a factor of between 10 and 20. With throughput rates of 90000 copies / h, 25 defective or even faulty copies can occur per second. With such services, sampling close to the production process and high-speed transport is a major cost-preventing factor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Separation, Sorting, Adjustment, Or Bending Of Sheets To Be Conveyed (AREA)
  • Discharge By Other Means (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme und zum Weitertransport vorbestimmter Probeexemplare aus einem geordneten Schuppenstrom von Druckerzeugnissen, welche ein erstes Förderband mit zugeordneten Steuermitteln und eine dem Schuppenstrom zustellbare Auslenk- und Greifeinrichtung umfasst, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung, bei welchem von einem fortlaufend detektierten Schuppenstrom flächiger Druckerzeugnisse Probeexemplare von einer Auslenk- und Greifeinrichtung erfasst und beschleunigt aus dem Schuppenstrom herausgezogen werden (bekannt aus der DE-A. 2820 957).
  • Die Herstellung von Produkten bedingt normalerweise eine Überwachung der Produktion, bei der Stichproben aus dem Produktestrom entnommen werden müssen. Aus einem ungeordneten Produktestrom können Probeexemplare meist ohne spezielle Beschränkungen entnommen werden; im geordneten Produktestrom hingegen sind die Freiheitsgrade für den Entnahmevorgang stark vermindert, und es müssen zum Teil schwer erfüllbare Bedingungen eingehalten werden, um die Ordnung im Produktestrom bei der Probeentnahme nicht zu stören. Dies ist insbesondere bei schnellaufenden Produktionprozessen der Fall, bei denen eine Zwischenpufferung wegen des grossen Durchsatzes ausgeschlossen ist und dadurch eine strenge Synchronizität eingehalten werden muss. Der Transport der Halb- und Fertig-Erzeugnisse von Station zu Station ist dabei dem Arbeitstakt streng unterstellt, und tritt in einem dieser Abschnitte - ein geordneter Produktestrom ist hier vorausgesetzt - eine Störung der Ordnung ein, so wird diese mit der vom Arbeitstakt des Prozesses geprägten Geschwindigkeit weiterbefördert bis zur Stelle, an der diese Störung einen ersten Materialstau verursacht. Erfahrungsgemäss dauert dies nur einige Sekunden, und es ist nötig, den Prozess temporär stillzulegen, um die nun kumulierte Folgestörung zu beheben.
  • In Schuppenströmen bei der Herstellung von Druckerzeugnissen ist eine Ordnung etabliert, die ein Einzelgreifen der Erzeugnisse ermöglicht. Störungen in der Formation beziehungsweise der Ordnung des Schuppenstromes gefährden die Koinzidenz und können zu vehementen Aufstauungen des Materials führen. Das Eingreifen in schnellaufende Schuppenströme ist also immer ein kritischer Vorgang. Beispielsweise im Rotationsdruck, wo ein Durchsatz von 50-100000 Exemplaren pro Stunde üblich ist, ergibt sich folgendes Problem: Eine Stichprobenentnahme soll möglichst rasch nach dem Druck des Exemplars möglich sein, aber in den Schuppenstrom zwischen Ablage und Einzelaufgreifen, als kritischen Prozessabschnitt, soll trotzdem möglichst nicht eingegriffen werden. Das führt dazu, dass die Stichprobe aus einem weniger kritischen Prozessabschnitt entnommen wird.
  • Bei derartigen Produktionsgeschwindigkeiten müssen auftretende Herstellungsmängel - will man nicht Tausende fehlerhafte Exemplare erhalten - frühzeitig entdeckt und korrigiert werden. Es ist also erwünscht, die Zeit zwischen Herstellung eines Einzelerzeugnisses und dessen Begutachtung zu minimieren.
  • Aus der DE-A 2820957 ist beispielsweise eine Vorrichtung zum Ausscheiden bestimmter Druckbogen aus einem auf einer ersten Förderstrecke hinwegtransportierten, geordneten Schuppenstrom bekannt. Die Förderstrecke umfasst ein erstes Förderband mit zugeordnetem Zählkopf und Fühler und ein höhenversetzt zum ersten Förderband angeordnetes zweites Förderband. An der Übergabestelle der beiden Förderbänder entsteht beim Transport zwischen den einzelnen Druckbögen ein Zwischenraum, in welchem eine schwenk- und zustellbar an einem Schlitten gelagerte Klappe eingreift und vom Zählkopf vorbestimmte Druckbögen ausgelenkt werden, die von zwei weiteren, in geringem Abstand parallel zueinander angeordneten Förderbändern in Richtung einer zweiten Förderstrecke transportiert werden.
  • Zum Erfassen und zum Weitertransport von Druckerzeugnissen aus einem geordneten Schuppenstrom ist es aus der FR-A 2206748 bekannt, an einer endlos Gelenkkette ein Vielzahl mit der Gelenkkette in Wirkverbindung stehende Greifeinrichtungen anzuordnen. Die klemmenartig ausgebildeten Greifeinrichtungen sind so an der Gelenkkette angeordnet, dass im Bereich einer Übergabestelle des Schuppenstroms von einem ersten zu einem zweiten Transportband die einzelnen Druckerzeugnisse in die in geöffneter Position befindlichen Klemmen geschoben, und anschliessend zum Festhalten und Weitertransport der Druckerzeugnisse durch geeignete Mittel geschlossen werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, mit der in einen losen Schuppenstrom auch bei hoher Stromgeschwindigkeit ohne Verursachen von Störungen eingegriffen werden kann, um ein Probeexemplar daraus zu entnehmen. Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung so auszugestalten, dass die entnommene Stichprobe an einen beliebigen Ort zur Beurteilung transportiert werden kann.
  • Die Vorrichtung soll durch ihre Ausgestaltung die Einsatzmöglichkeit am Schuppenstrom und einen raschen Stichprobentransport über gegebene topologische Verhältnisse so ermöglichen, dass die Zeit zwischen Herstellung und Beurteilung des Produktes gegenüber den heute bekannten Stichprobenentnahmen deutlich verringertwird.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenk- und Greifeinrichtung einen aus einer vorspannbaren Greiferfeder, einer Gegenfeder und einer biegsamen, als Verlängerung der Gegenfeder ausgebildeten Auslenk- und Fangfeder gebildeten Greifer sowie einen im Bewegungsbereich der Auslenk-und Fangfeder angeordneten Fangfederspanner aufweist, und dass die Auslenk- und Greifeinrichtung mit einem als Gelenkkette ausgebildeten zweiten Förderband wirkverbunden ist.
  • Schiesslich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung anzugeben, mit welchem die Sicherheit des Entnahmeprozesses auch bei Streuungen innerhalb der Schuppenformation aufrechterhalten bleibt.
  • Das Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass
    • - der in geschlossenem Zustand in einer Ruhestellung gehaltene Greifer durch einen die Gelenkkette betätigenden und steuernden Impuls in eine Bereitschaftsstellung mit gleichzeitig sich öffnenden Greiferteilen überführt wird,
    • - durch die Transportbewegung des Greifers die Auslenk- und Fangfeder vorgespannt, mit dem Schuppenstrom in Eingriff gebracht wird, und
    • - das fixierte Probeexemplar entlang der in Wirkverbindung mit der Auslenk- und Greifeinrichtung (25) stehenden Gelenkkette (23) gefördert wird.
  • Mit Hilfe der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung eingehend beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Beispiel aus der Druckereitechnik, wie ein Schuppenstrom von flächigen Erzeugnissen entsteht;
    • Fig. 2 vereinfacht schematisch dargestellt die Vorrichtung gemäss Erfindung an einem Schuppenstrom eingesetzt;
    • Fig. 3 a und b eine detaillierte Ausführungsform der Greifeinrichtung;
    • Fig. 4 in detaillierter Darstellung die Arbeitsweise der Vorrichtung bei der Entnahme eines Probeexemplars aus dem Schuppenstrom;
    • Fig. 5 eine Zyklusdarstellung der Vorbereitung zur Entnahme und des Entnahmevorgangs gemäss Figur4;
    • Fig. 6 einen Ausschnitt der Transportkette, wie sie in der Vorrichtung gemäss Erfindung verwendet wird.
  • In Figur 1 ist ein Teil des gesamten Herstellungsprozesses flächiger Erzeugnisse, mit dem die Vorrichtung gemäss Erfindung in Kooperation gebracht wird, schematisch dargestellt. In diesem Beispiel handelt es sich um ein Druckerzeugnis, beispielsweise eine Zeitung, und um den Funktionsablauf Falten, Schneiden, Ablegen und Wegfördern der druckfrischen Zeitungen. Wie bekannt, wird die bedruckte Papierbahn P über einen Trichter 8 erstmals gefaltet, mittels eines Schneidzylinders 7 zerteilt und zwischen Falzzylindern 5, 6 wieder gefaltet und schliesslich durch einen Ablegestern 3 in einen durch Ablege- und Wegführ-Geschwindigkeit formierten Schuppenstrom 1 überführt. In diesem Beispiel ist eine Falzauslage mit zwei Falzvorgängen gezeigt. Der Schuppenstrom 1 bewegt sich vom Ablegestern 3 weg in verhältnismässig hoher Geschwindigkeit zu Stationen für weitere Verarbeitungsschritte, und an dieser Stelle ist es durch die Umsetzung eines kontinuierlichen Materialstromes mit Hilfe der Schneideinrichtung in einen diskontinuierlichen erstmals möglich, den Herstellungsprozess durch Probenahmen zu begutachten. Es ist damit auch der früheste Prozesszeitpunkt, um beispielsweise regelnd eingreifen zu können - bei schnellaufenden Herstellungsprozessen natürlich ein wichtiger Aspekt.
  • Soll nun in naher Umgebung des Ablegesterns 3 bei hoher Fördergeschwindigkeit ein Probeexemplar aus dem Schuppenstrom 1 derart entnommen werden, dass die Formation nicht wesentlich verändert wird, so bedingt dies eine entsprechend präzise Koordination im Entnahmevorgang. Zwischen dem Schuppenstrom 1 und einer Auslenk- und Greifeinrichtung 25 darf nur in einem bestimmten Moment eine Kräftekopplung stattfinden, nämlich bei der Entnahme des Probeexemplars, in anderen Zeitpunkten besteht zwischen der Entnahmevorrichtung und dem Materialfluss keine Wirkverbindung.
  • Eine schematische Darstellung der Entnahme-und Wegförder-Vorrichtung ist in Figur 2 gezeigt. Auf einem Förderband V läuft der Schuppenstrom 1 in Pfeilrichtung S unter der Vorrichtung durch. In einer noch zu definierenden Ruhestellung steht die Greifeinrichtung 25 oberhalb des Schuppenstroms, eine zweite Greifeinrichtung 25' befindet sich gleichzeitig an der Abgabestelle eines Zielortes. Weiterhin ist ein Fangfederspanner 26 angegeben, welcher den mechanischen Entnahmeprozess einleitet. Positionsdetektoren 27H und 27L liefern Information ab der Gelenkkette 23, ein Tachogeber 29 solche von dem den Schuppenstrom 1 antreibenden Förderband V, und schliesslich gibt ein Zuordnungsdetektor 28 Information bezüglich eines zur Entnahme aus dem Schuppenstrom vorgesehenen Exemplars. Verfahrensmässig läuft dies beispielsweise folgendermassen ab:
    • Nach Betätigung einer nicht dargestellten Starttaste am Zielort, welcher Zielort in beträchtlichem Abstand vom Entnahmeort sein kann, wird die Greifeinrichtung 25 mit Hilfe des Fangfederspanners 26 in Bereitschaftsstellung gebracht. Gleichzeitig «erfasst» der Zuordnungsdetektor 28 ein Exemplar aus dem Schuppenstrom; mit anderen Worten, der Zuordnungsdetektor 28 meldet den Durchgang eines Exemplars (von vielen) der in Bereitschaft stehenden Greifereinrichtung 25. Der Tachogeber 29 verfolgt den weiteren Verlauf des erfassten Exemplars zur Greifeinrichtung 25 hin. Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt gibt der Fangfederspanner 26 den Greifvorgang der Greifeinrichtung 25 frei, und das nun mechanisch von einem Greifer G erfasste Probeexemplar wird mit hoher Geschwindigkeit sorgfältig aus der Schuppenformation herausgelöst und mit unvermindertem Tempo an den Zielort transportiert. Die sich am Zielort befindende Greifeinrichtung 25' nimmt den Platz der vorher aktiven Greifeinrichtung 25 ein, und mittels der Starttaste kann dann wieder ein weiterer Entnahmevorgang ausgelöst werden. Feinheiten im Verfahren und in der Ausbildung der Vorrichtungsteile werden nun im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert.
  • Eine Ausführungsform der Greifeinrichtung 25 ist in Ansicht und in Draufsicht in den Fig. 3a und b dargestellt. Das Funktionieren der Greifereinrichtung 25 wird im Zusammenhang mit Figur 4 im einzelnen erklärt. Der Greifer G muss rasch und präzise arbeiten und aus dem Schuppenstrom ein Probeexemplar sicher greifen können. Die Greifeinrichtung 25 ist im wesentlichen zusammengebaut aus einer Fangfeder 30, einer Greiffeder 32 mit einem die Elastizität verbessernden Spiralteil 32', einer Gegenfeder 31 mit einer Halterung 31', einem die Greiffeder 32 bewegenden (aufspannenden) Spannhebel 34, dieser Spannhebel 34 wird über eine Spannhebelrolle 35 von einer nicht dargestellten Kulisse betätigt, sowie beispielsweise zwei Distanzwellen 36, die zwei Greiferwangen 33 beabstandet zusammenhalten. Die Greifeinrichtung 25 ist an der Gelenkkette 23 mit mehreren räumlichen Freiheitsgraden befestigt. Die gezeigte Ausführungsform zeigt zwei solche Gelenkketten 23, wie dies in Fig. 3b zu sehen ist.
  • Diese Figur zeigt die Greifeinrichtung 25 von oben gesehen. Beidseitig eingespannt an je eine in 3-Dimensionen bewegbare Gelenkkette 23 ist die Greifereinrichtung 25 in der Lage, auch schwierige Topographien zu überwinden. Man erkennt wieder die schaufelartige Fangfeder 30, an der durch die eine Distanzwelle 36 verdeckt die Greiffedern 31, 32 anschliessen. Der Spannhebel 34 für die Greiffeder 32 trägt leicht abgewinkelt und mittig angeordnet die Spannhebelrolle 35. Die entsprechenden Dimensionierungen sind durch das zu manipulierende Erzeugnis gegeben. Für kleine und leichte Produkte mit einer entsprechend klein gebauten Greifeinrichtung reicht eine symmetrisch zur Mitte des Greifers G angeordnete Gelenkkette aus. Ein Vorteil, der daraus entsteht, ist die beliebige Verdrehbarkeit um die Gelenkkettenlängsachse zur Überwindung topologisch schwieriger Transportwege. Fig. 4 zeigt nun die Arbeitsweise der Vorrichtung während der Entnahme eines Probeexemplars aus dem Schuppenstrom 1. Man sieht als Kreis angedeutet die Bahn eines in der Distanzwelle 36 der Federspirale 32' sich befindenden Punktes, der in Richtung Zz um eine Umlenkrolle 22 bewegt wird. Die Greifeinrichtung 25 ist in zwei verschiedenen Arbeitspositionen gezeichnet, die Fangfeder 30 in drei verschiedenen Arbeitspositionen 301, 302, 303. Solange vom Zielort keine Meldung eintrifft, um ein Probeexemplar zu entnehmen, befindet sich der Greifer G in einer Ruhestellung R. Beim Drücken einer sich am Zielort befindenden Startvorrichtung, beispielsweise eine Starttaste, wird der Greifer G in eine Bereitschaftsstellung B überführt. Dabei kommt die Fangfeder 301 in eine Vorspannung, in der sie auf einen Untersteller 26' des Fangfederspannes 26 in Biegestellung zum Aufliegen kommt, gleichzeitig spannt der Spannhebel 34 die Greiffeder 321, 322 auf. Die in Bereitschaft gebrachte und unter Federspannung stehende Fangfeder 302 dient, sobald sie in ihre (beinahe) entspannte Lage zurückkommt, als Aufnehmer eines Probeexemplars. Während die Greifeinrichtung 25 mit dem Greifer G beispielsweise im Schleichgang in die Bereitschaftsstellung B übergeht, hat durch denselben Auslösevorgang am Zielort der Zuordnungsdetektor 28 am Zeitpunkt To ein Probeexemplar Eo elektronisch «erfasst». Das Probeexemplar wird in der Schuppenformation weitertransportiert, bis am Zeitpunkt TE der Fangfederspanner 26 den Untersteller 26' unter der Fangfeder 302 wegzieht, und es knapp vor dem mit der Falzseite auf die Greifeinrichtung 25 zulaufenden Probeexemplar Eo zum Einschlag kommt. Dies geschieht durch die Vorspannung der Fangfeder 30 ziemlich plötzlich, ein Teil der Schuppenformation läuft über die als Aufnehmer funktionierende Fangfeder 303 auf den geöffneten Greifer G zu. Hat das nun mit E, bezeichnete Probeexemplar am Zeitpunkt TF eine Lage innerhalb der durch Greif- und Gegenfeder 322, 31 gebildeten Greifer G erreicht, so schliesst der offene Greifer G und zieht unter Beschleunigung der Greifvorrichtung 25 in Richtung Zw das Probeexemplar aus der Schuppenformation heraus. Die Beschleunigung muss relativ und in gleicher Richtung zum in Richtung S laufenden Schuppenstrom 1 so gross sein, dass die Trägheitskräfte der in Haft- und Gleitreibkontakt mit dem Probeexemplar E, stehenden Exemplare grösser sind als diese genannten Reibkräfte. Beschleunigungswerte, bei denen zwischen 300 bis 800 ms eine Fördergeschwindigkeit von 4 ms-1 erreicht wird, sind bei Zeitungspapier ausreichend. Der Schuppenstrom 1 fördert dabei 60000 bis 80000 Exemplare/h mit einem Schuppenabstand von ca. 80 mm.
  • Die Verfahrensmerkmale zum Betrieb der Vorrichtung werden nun mit Hilfe von Fig. 5 erklärt. In dieser Figur sind auf horizontalen Zeitachsen die Zykluszeiten des Zuordnungsdetektors 28, zweier elektronischer Zähler C, und C2 sowie die Greif- und Fangfeder 30, 32 der Greifeinrichtung 25 und des Unterstellers 26' des Fangfederspanners 26 eingezeichnet. Auf der untersten Zeitachse sind die geschwindigkeitsabhängigen Impulse des Tachogebers 29 zwischen zwei Exemplarimpulsen des Zuordnungsdetektors 28 eingezeichnet. Damit soll lediglich gezeigt werden, wie ein einmal «erfasstes» Einzelexemplar auf seinem Weg zum Greifer G hin weiterverfolgt wird. Der Greif- und Fördervorgang kann durch einen am Zielort ausgelösten Startimpuls in Gang gesetzt werden, wie dies im vorliegenden Beispiel der Fall ist. Der Zuordnungsdetektor 28 «erfasst» aus dem Schuppenstrom 1 jedes einzelne Exemplar; solange durch einen Startimpuls kein Befehl zur Weiterverfolgung eines bestimmten Exemplars gegeben wird, werden die durchlaufenden Exemplare nach der kurzen Impulszeit jeweils wieder vergessen. Der Startimpuls bewirkt nun am Zeitpunkt To das «Erfassen» und Weiterverfolgen des zu extrahierenden Probeexemplars mittels eines Zählers Cl, der, an diesem Punkt eingeschaltet, die Tachogeberimpulse bis zum Einschlag der Fangfeder am Punkt TE (siehe auch Fig 4) zählt, an welchem Punkt der Zähler C, das Abziehen des Unterstellers 26' und, in diesem Beispiel, das Einschalten eines weiteren Zählers C2 bewirkt. Letzterer zählt so viele Tachogeberimpulse, wie nötig sind, bis das auf den Greifer G auflaufende Probeexemplar sich am Punkt TF im Bereich der Greiffedern 31 und 32 befindet. Zum Zeitpunkt Ta kann vorgängig die Greiffeder 32 mittels des Spannhebels 34 aufgespannt werden. Das Aufspannen kann aber auch erfolgen, wenn die Greifeinrichtung 25 in Bereitschaft gebracht wird.
  • Erreicht nun das Probeexemplar mit der am Zeitpunkt Ta abgetasteten Falzkante den abgezählten Zeitpunkt TF, so bewirkt der Zähler ein Schliessen des Greifers G und löst den vorher erwähnten Beschleunigungsvorgang aus, um das nun auch mechanisch erfasste Probeexemplar aus der Schuppenformation 1 herauszuziehen.
  • Wie schon erwähnt, wird nach dem Extraktionsbeschleunigen das Probeexemplar mit der durch diesen Vorgang erreichten Geschwindigkeit zum Zielort weiterbefördert; eine zweite, sich vorher am Zielort befindliche Greifeinrichtung 25' wird dabei gleichzeitig zum Schuppenstrom zurückgebracht. Selbstverständlich können auf der Gesamtlänge der Förderkette 23 weitere Greifeinrichtungen etc. nicht dargestellt angeordnet sein, ebenso ist es möglich, für eine Greifeinrichtung mehr als einen Zielort vorzusehen. So könnte ein Startimpuls, aus dem Redaktionsbüro einer Zeitung kommend, das Probeexemplar dorthin leiten, wogegen normalerweise der Drucker zur Überwachung des Druckes die Probeexemplare bei sich als Zielort anhalten lässt.
  • Die genannten Durchsatzleistungen um die 105 Expl. h-1 gehören heute schon zum guten Standard und dürften, damit ist zu rechnen, stetig erhöht werden. Die Extraktionsbeschleunigung für die Probeexemplare muss deshalb dieser Entwicklung angepasst werden können. Die beschriebene spezielle Ausführungsform der Erfindung trägt dieser Entwicklung Rechnung.
  • Bei Beschleunigung der trägen Masse treten je nach Grad der Impulsänderung grosse kinetische Kräfte auf. Bei der angegebenen Erfindung müssen diese Kräfte vom Kraftantrieb über die Gelenkkette 23 zur Greifeinrichtung 25 gebracht werden. Eine möglichst hohe Starrheit in diesem Systemteil ist damit erforderlich und erwünscht; es sollen der Beschleunigung entgegenwirkende Faktoren wie (Seil-)Dehnung und (Seil-)Rutschen minimal sein, ohne dass andererseits die schon genannten Fördereigenschaften der Gelenkkette 23 zur Überwindung schwieriger Topographien eingeschränkt werden. Diese Bedingungen werden erfüllt bei der Verwendung eines gegliederten Seiles gemäss CH-Patentschrift 538065 als Gelenkkette.
  • Fig 6 zeigt einen Ausschnitt der Gelenkkette, wie sie auch im Zusammenhang mit der in Fig. 3b gezeigten Greifeinrichtung 25 zu sehen ist. Die Kettenglieder 60 bestehen aus bspw. verschraubbaren Stöpsel/Buchsen mit Stöpselsitz 61, der verschwenkbar in einer Steckbuchse 65 eines Nachbarkettengliedes eingepasst ist. Eine Arretiermanschette 62 verhindert das Trennen der Stöpselverbindung bei Zugbelastung. Zwei miteinander verbundene Kettenglieder sind frei um ihre Verbindung gegeneinander verdrehbar und können bis zu einem durch die Konstruktion begrenzten Winkel verschwenkt werden. Bei vollem Verschwenken und gleichzeitigem Drehen ist eine Bewegungsfreiheit mit der Hüllkurve eines Kegels gegeben. Der Stöpselsitz 61 ist ein Gleitsitz, das heisst, die fertig montierte Gelenkkette weist bei grosser Beweglichkeit keine Lose auf und die Dehnbarkeit ist lediglich durch die Art des verwendeten Materials gegeben. Bei Polypropylen mit guten Gleiteigenschaften und grosser Zähigkeit weisen auch längere Gelenkketten keine störende Dehnung auf.
  • Jedes Kettenglied weist einen Konvexsitz 66, hier teilkugelförmig mit dem Radius R auf. Die sphärische Form ist durch zwei gestrichelte Kreise hervorgehoben; der grössere Kreis dient lediglich zur besseren Heraushebung dieses Charakteristikums. Weiter eingezeichnet ist ein Pfeil, der mit N eine Normal- bzw. Anpresskraft und mit Z bezeichnet eine Zugkraft angeben soll. Der Konvexsitz kommt auf den Umlenk- und Antriebsrollen 22 in einen dort eingearbeiteten Konkavsitz zu liegen (dieser ist nicht dargestellt) und die so gebildete, temporär formschlüssige Verbindung des mit der Kraft N in den Konkavsitz der Antriebsrolle gepressten Konvexsitzes 66 in Zugrichtung Z ist völlig schlupfrei und eignet sich deshalb vorzüglich, zusammen mit der vernachlässigbaren Dehnung, für hohe Beschleunigungen. Dabei ist eine gliedrige Beweglichkeit für rasch aufeinanderfolgende Umlenkungen trotzdem vorhanden, gegebenenfalls auch mehrmals um die Kettenachse. Die sphärische Ausbildung des Konvexsitzes taugt wegen ihrer Symmetrie in beiden Zugrichtungen gleichermassen. Ist nur eine Zugrichtung vorgesehen, können Ausbildungen mit die Kräfte in Zugrichtung favorisierenden Flanken vorgesehen werden. Die dadurch bedingte Asymmetrie muss jedoch, wegen der Drehbeweglichkeit der Kettenglieder zueinander, in Achsrichtung rotationssymmetrisch sein.
  • An einem oder mehreren der Kettenglieder 60 kann die Greifeinrichtung 25 wie in Figur 3b gezeigt mit beispielsweise einer Befestigung 68 gemäss Figur 6 fixiert werden.
  • Die Verwendung der sogenannten 3-D-Kette, wie sie oben beschrieben wurde, erlaubt einen Transport über schwierigste Bahnverläufe. Sobald eine Greifeinrichtung 25, 25' in der Ruheposition R über dem Schuppenstrom detektiert wird, kann durch den Startimpuls an einem der Zielorte der Entnahmevorgang wieder neu ausgelöst werden.
  • Die Vorrichtung gemäss Erfindung lässt sich überall dort einsetzen, wo flächige Erzeugnisse in diskreter Form, also seriell in Bewegung gebracht sind. Die Schuppenformation ist keine zwingende Voraussetzung, obwohl diese vorzugsweise mit der Vorrichtung bearbeitet wird. Mit dem Verfahren gemäss Erfindung, nämlich: Detektieren, Zuordnen, Fangfedereinschlag, Greifen und Wegziehen können auch lose und nacheinander zirkulierende Exemplare aufgenommen beziehungsweise erfasst und an einen Zielort befördert werden.
  • Im Gebiet der Druckerei darf durch Anwendung der Erfindung mit einer Verkürzung der Entnahme/Beurteilungszeit um einen Faktor zwischen 10 und 20 gerechnet werden. Bei Durchsatzleistungen von 90000 Exemplaren/h können pro Sekunde 25 mangelhafte oder gar fehlerhafte Exemplare anfallen. Bei solchen Leistungen ist eine Probeentnahme nahe dem Produktionsprozess und eine hochgeschwinde Wegförderung ein wesentlicher Unkosten verhindernder Faktor.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Entnahme und zum Weitertransport vorbestimmter Probeexemplare aus einem geordneten Schuppenstrom (1) von Druckerzeugnissen, welche ein erstes Förderband mit zugeordneten Steuermitteln und eine dem Schuppenstrom (1) zustellbare Auslenk-und Greifeinrichtung (25) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenk- und Greifeinrichtung (25) einen aus einer vorspannbaren Greiferfeder (32), einer Gegenfeder (31) und einer biegsamen, als Verlängerung der Gegenfeder (31) ausgebildeten Auslenk- und Fangfeder (30) gebildeten Greifer (G) sowie einen im Bewegungsbereich der Auslenk- und Fangfeder (30) angeordneten Fangfederspanner (26) aufweist, und dass die Auslenk- und Greifeinrichtung (25) mit einem als Gelenkkette ausgebildeten zweiten Förderband (23) wirkverbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem die Auslenk-und Greifeinrichtung (25) und den Fangfederspanner (26) mitsteuernden Mittel, einem Zuordnungsdetektor (28) und einem Tachogeber (29) Impulszähleinrichtungen (C1 und C2) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangfeder (30) am Fangfederspanner (26) durch einen steuerbaren Untersteller (26') in Vorspannung bringbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand der Nähe vom Schuppenstrom (1) an der Gelenkkette (23) angeordneten Auslenk- und Greifeinrichtung (25) zum Zielort eine mit der Gelenkkette (23) wirkverbundene zweite Greifeinrichtung (25') vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkkette (23) mit ineinander gestöpselten Kettengliedern (60), mit Stöpselsitz (61) in Buchsen (65) und mit gegen Zugbelastung gesicherten Arretiermanschetten (62) versehen ist, wobei ein Teil des Kettengliedes (60) als Konvexsitz (66) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (60) mit sphärischem Konvexsitz (66) versehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (60) mit asphärischem Konvexsitz (66) versehen sind.
8. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem von einem fortlaufend detektierten Schuppenstrom (1) flächiger Druckerzeugnisse Probeexemplare von einer Auslenk- und Greifeinrichtung (25) erfasst und beschleunigt aus dem Schuppenstrom herausgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass
- der in geschlossenem Zustand in einer Ruhestellung gehaltene Greifer (G) durch einen die Gelenkkette (23) betätigenden und steuernden Impuls in eine Bereitschaftsstellung mit gleichzeitig sich öffnenden Greiferteilen (Greiferfeder (32) und Gegenfeder (31) überführt wird,
- durch die Transportbewegung des Greifers (G) die Auslenk- und Fangfeder (30) vorgespannt, mit dem Schuppenstrom (1) in Eingriff gebracht wird, und
- das fixierte Probeexemplar entlang der in Wirkverbindung mit der Auslenk- und Greifeinrichtung (25) stehenden Gelenkkette (23) gefördertwird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das beschleunigte Probeexemplar mit ungefähr der am Ende der Beschleunigungsphase erreichten Geschwindigkeit zum Zielort weitertransportiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Detektieren und Zuordnen durch Zählung von materialstromgeschwindigkeitsabhängigen Impulsen eine erste Laufstrecke für das Probeexemplar festgelegt wird, bei deren Erreichung die schaufelartig ausgebildete Auslenk- und Fangfeder (30) zum Einschlag gebracht wird, und anschliessend durch Zählung weiterer materialstromgeschwindigkeitsabhängiger Impulse eine zweite Laufstrecke für dasselbe Probeexemplar festgelegt wird, bei deren Erreichen die Auslenk- und Greifeinrichtung (25) betätigt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung eines Probeexemplares aus dem Materialstrom durch eine am Zielort angeordnete Einrichtung ausgelöst werden kann.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung eines Probeexemplares aus dem Materialstrom aus einem von mehreren Zielorten ausgelöst werden kann.
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