EP0121803A1 - Vorrichtung zum Vereinzeln und Transportieren des jeweils obersten Blattes eines Stapels von Blättern oder blattförmigen Gegenständen - Google Patents

Vorrichtung zum Vereinzeln und Transportieren des jeweils obersten Blattes eines Stapels von Blättern oder blattförmigen Gegenständen Download PDF

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EP0121803A1
EP0121803A1 EP84102670A EP84102670A EP0121803A1 EP 0121803 A1 EP0121803 A1 EP 0121803A1 EP 84102670 A EP84102670 A EP 84102670A EP 84102670 A EP84102670 A EP 84102670A EP 0121803 A1 EP0121803 A1 EP 0121803A1
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EP
European Patent Office
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sheet
suction mouthpiece
suction
mouthpiece
movement
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EP84102670A
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English (en)
French (fr)
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EP0121803B1 (de
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Egon Illig
Wolfgang Dipl.-Ing. Schmutz
Josef Ing. Grad. Gentischer
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Priority claimed from DE19843404215 external-priority patent/DE3404215A1/de
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    • B65H3/0808—Suction grippers
    • B65H3/0883—Construction of suction grippers or their holding devices

Definitions

  • the invention relates to a device for separating and transporting the uppermost sheet of a stack of sheets or sheet-shaped objects by means of a movable suction mouthpiece, in which the negative pressure which causes the suction of the sheet simultaneously controls the movement of the suction mouthpiece which is mounted in a guide in a longitudinally displaceable manner.
  • a device of this type is the subject of German Utility Model 1 782 267.
  • a separate blowing nozzle is required, the air flow of which can capture several of the top sheets of the stack and thereby disrupt the separation process.
  • the movable suction mouthpiece first performs a lifting movement which lifts the sheet to be separated from the stack. This stroke movement is followed by a pulsating movement of the suction mouthpiece, which, on the one hand, causes the suction mouthpiece to be shaken off unintentionally. attracted double sheet causes and on the other hand by the periodic change in certain directions lifting and falling movements of the sheet initiates its transport to the subsequent transport rollers.
  • the pulsating movement of the suction mouthpiece can be increased by increasing the area of attack of the periodically changing air pressure in the connecting line between the suction mouthpiece and the valveless pump by means of a membrane connected to the suction mouthpiece.
  • an additional adjustment device for the movable suction nozzle provided with an external drive, can be used or a level-controlled rising table can be provided for the stack.
  • a particularly separable embodiment of the separating and transport device according to the invention is obtained if the stacking table is inclined against the transport direction and is provided with rear stacking stops. In this way, very thin, air-permeable sheets as well as plastic films adhering to each other due to electrostatic charges can be separated equally reliably.
  • the transport speed in the direction of the subsequent transport rollers can be increased by using a stacking table inclined in the transport direction with front stacking stops. This embodiment favors the feeding of sheets during operation.
  • the conveyed sheet it is possible for the conveyed sheet to stand upright, in a known manner, depending on the operating phases of a following device. clocked transport roller pair or to put on a side stack stop, without significant frictional forces or wear caused by friction occurring on the movable suction nozzle and the conveyed sheet.
  • a stacking table 2 for a sheet stack 3 is arranged in a device frame 1.
  • the stacking table 2 is inclined at an angle ⁇ with respect to the horizontal and has at its rear end a stacking stop 2a, which is located on the Place stacked sheets 3a under the force of gravity.
  • It is designed as a so-called riser table, which can be adjusted automatically in the direction perpendicular to the stack surface by means of screw spindles 4 in a known manner as a function of a stack sensor not shown in the figure, so that the stack surface is always the level indicated by the line H in the figure occupies.
  • the top sheet 3a of the stack 3 is under the action of its own weight and a light pressure spring 5, a movable suction nozzle 6.
  • the suction mouthpiece 6 is plugged onto a mouthpiece 7a which is formed at the lower end of a movable piston 7 and which has a central bore 7c.
  • the piston 7 is mounted for longitudinal movement in a guide cylinder 8, into which a stop screw 9 engaging in a recess 7b of the piston 7 is screwed.
  • the guide cylinder 8 is inserted into a holder 10 fixed to the device and is closed at its upper end by means of a connection piece 11 provided with a central bore 11a and screwable into the guide cylinder 8, which at the same time serves as a counter-bearing for the pressure spring 5 arranged inside the piston 7.
  • a connecting line 12 is plugged, which connects the inside of the guide cylinder 8 with a valve-less diaphragm pump 13.
  • the membrane 16 of the membrane pump 13 is between one Upper part 14 and a lower part 15 clamped and connected to a crank rod 17 by means of a screw 16a.
  • the crank rod 17 is set in a periodic movement by an eccentric 18 mounted in the lower part 15 of the diaphragm pump and driven in the arrow direction B by a drive motor (not shown in the figure).
  • a valveless piston pump or another pump arrangement suitable for generating a periodically changing overpressure and underpressure can also be used.
  • the upper part 14 carries a pipe piece 14b which serves as a ventilation line and which can be closed by means of a hemispherical valve body 19 made of an elastic material.
  • a peg-shaped extension 19a of the valve body 19 is inserted into a corresponding hole in a raised tab 20a of a two-armed rocker arm 20, which is under the action of a leg spring 21 which tries to turn it counterclockwise and which thereby causes the valve body 19 to open the pipe section 14b creates.
  • An arm 20b of the rocker arm 19 interacts with an actuating lever 21 which extends through an opening la of the device frame 1.
  • the actuating lever 21 is controlled by the control device of the device following the separating device according to the invention, not shown in detail, for example electromagnetic means, in the cycle in which the sheets are to be separated, whereby a Opening the valve 14b, 19 causes an immediate interruption of the separation and transport process.
  • transport rollers 22 and 23 are arranged behind the stacking table and are supported on shafts 24 and 25.
  • the transport rollers 22 and 23 can either rotate continuously in the direction indicated by the arrow or be driven intermittently in the cycle required for the subsequent processing machine.
  • clocking e.g. in the case of a copier
  • the correct application of the copy carrier to the recording cylinder can be controlled in a known manner.
  • the transport rollers 22 and 23 are surrounded by guide plates 26 and 27 for the sheets to be transported.
  • Figures 2 and 3 show the sequence of movements of the suction mouthpiece 6 and the sheet 3a gripped by this mouthpiece. Accordingly, the movable suction nozzle 6 is initially under the action of the pressure spring 5 on the top sheet of the stack 3. After closing the vent valve 19 ( Figure 1). or, if no such venting valve is provided, after the pump 13 has started, the sheet 3a is attracted to the suction mouthpiece, closing the bore 7c of the piston 7 in the manner of a check valve. In the interior of the guide cylinder 8, a negative pressure is created, which also affects the rear end faces of the piston cross section 7d (FIG.
  • a movement characteristic suitable for the removal of paper sheets of different basis weights and of thin plastic foils was achieved, for example, with the dimensions customary in known telescopic suction devices when using a light pressure spring with a flat characteristic and with a lifting height H max of approximately 10 to 20 mm with a pumping frequency of approximately 20 to 30 Hz achieved.
  • both the suction and the separation security of the separating and transport device according to the invention can be improved by using a suction mouthpiece, which is equipped in the manner shown in the figures with the largest possible elastic suction plate 6a (FIGS. 1, 2, 6.7).
  • This suction plate 6a closes due to its elasticity the top sheet of the Stack even in the event of unevenness and angle differences and offers a large area for the attacking negative pressure.
  • the relative influence of the air pressure prevailing in the connecting line 12 on the lifting movement of the suction mouthpiece 6 can, as will be explained in more detail below, be achieved by increasing the effective piston area 7d or by switching a membrane connected to the piston 7 into the airway .
  • the above-described movement characteristic of the movable suction device 6 leads to the uppermost sheet 3a of the stack 3 first being lifted off the stack by the distance H 1 . It then alternately performs falling movements in the direction of gravity G and stroke movements in the direction of movement H of the movable suction mouthpiece 6 in the rhythm of the pump frequency. If the suction guide is inclined by a suitable angle ⁇ with respect to the direction of gravity G, the two movements above result in a movement in the direction of conveyance F.
  • the conveying direction F is inclined by an angle ⁇ with respect to the horizontal.
  • This inclination of the conveying direction F which essentially corresponds to both the inclination of the lower surface of the suction mouthpiece and the inclination of the stack surface, favors the retention of the sheets in the stack by the action of gravity and thereby increases the separation security of the separating device.
  • a particular advantage of the separating device according to the invention is that the conveyed sheet is without frictional connection with the suction nozzle 6 during its lifting and falling movements as described above. It is therefore possible to move or hold the separated sheet virtually without friction by introducing additional forces against the direction of movement specified by the suction mouthpiece, without switching off the pump. This is important in the often practiced application of the isolated sheet against a standing pair of suction rolls.
  • sheets 3a of different formats lie on a stacking table.
  • the suction nozzle 6 is placed so that it alternately each of a rear stack stop 2a and a side Stack stop 2b created sheet formats 3a can capture.
  • Its conveying direction F ' is rotated by such an angle ⁇ with respect to the actual conveying direction F that a conveying component F "directed towards the lateral guide 2b is created.
  • the conveyed sheet is therefore, regardless of its external dimensions, against the lateral guide during the entire transport process 2b created and fed to the conveyor rollers 22, 23 without tilting.
  • a further suction nozzle 6 1 can be arranged.
  • a plurality of suction mouthpieces such as suction mouthpieces 6 and 6 ", next to one another for conveying wider formats.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the separating device according to the invention, in which the stacking table 28 is inclined by an angle ⁇ with respect to the horizontal in the transport direction.
  • the stack stop 28a is arranged in front of the sheet stack 3.
  • the suction cup 29 with the suction mouthpiece 30 is fastened to a pivotable carrier 31 which is mounted on an axis 32 fixed to the device.
  • the carrier 31 is under the action of a tension spring 33 which tries to pivot it counterclockwise and thereby places it against a stop 34 fixed to the device. Due to this pivoting movement, the suction nozzle 30 is in the
  • a guide plate 35 attached to the carrier 31 preventing the sheets being pushed behind the suction mouthpiece 30 from getting caught.
  • the part of the suction mouthpiece 30 which projects beyond the guide plate 35 in the idle state is provided with an insertion bevel 30a.
  • H min (FIG. 3) can be chosen to be correspondingly smaller, as a result of which there is greater freedom in the selection of the variables listed above which influence the stroke of the suction nozzle.
  • a lifting magnet 36 which is connected to an arm 31a of the movable carrier 31 by means of a pull rod 37, serves to initiate the positioning movement.
  • the lifting magnet 36 is actuated by means of suitable control means shortly before the pulsating suction device 29, 30 is switched on and is switched off again shortly after the suction device is switched on.
  • the connecting line 38 to the suction pickup 29, 30 arranged on the pivotable carrier 31 is guided in a known manner through the hollow pivot axis 32.
  • the inclination ⁇ of the stroke direction H with respect to the direction of gravity G is chosen such that the stroke movement together with the tilting movement of the carrier 31 essentially only the isolated sheet separates from the stack and lifts over the stack front stop 28a, while the movement component of the separated sheet 3a pointing in the transport direction F is derived predominantly from the falling movement in the direction of gravity G.
  • the sheet is fed to a pair of transport rollers 22, 23 which is arranged on a guide track formed by guide plates 26, 27.
  • a membrane 39 is attached to the upper end of the tubular piston 37 carrying the movable suction nozzle 6 by means of an annular nut 37a.
  • the membrane 39 is inserted into the upper, can-like part 40a of a cylinder guide 40 and covered by means of a cap 42 fastened to the cylinder guide 40 by means of screws 41, to which the suction air line 12 is connected.
  • the space enclosed between the membrane 39 and the cap 42 is thereby connected to the valve-less pump, while the space located below the membrane is connected to the outside air through ventilation holes 40b.
  • the pump pressure acts on a much larger area than the cross-sectional area of the piston 37, so that the vacuum required for the suction nozzle 6 has a much greater effect on the movement of the piston 37.
  • the movement characteristic shown in FIG. 3 can be influenced in the sense that the air pressure prevailing in line 12 has a greater effect on the movement of the suction mouthpiece.
  • an annular body 44 is arranged in a holder 43 fixed to the device, in which two membranes 45 and 46 are inserted.
  • the lower membrane 45 is held in the ring body 44 by means of a screw ring 47, the upper membrane 46 by means of a screw cap 48.
  • a tubular support 50 for the movable suction mouthpiece 6 is fastened to the membrane 45 by means of a ring nut 49.
  • the membrane 46 is connected by means of a screw 51 to a bolt-shaped magnet armature 52 which is immersed in a magnet coil 53 inserted into the screw cap 48.
  • the solenoid 53 is connected by means of lines 54 and 55 to an alternating current generator (not shown in the figure) which supplies it with alternating current of the frequency required for the operation of the suction pickup in the cycle required for the separation and transport of the sheets in the stack 3.
  • the membrane 46 forms the membrane pump required for the operation of the movable suction mouthpiece 6, which can be inserted into the device as a whole unit together with the suction customer or can be removed from the device for maintenance purposes.
  • the tubular support 50 for the movable suction nozzle 6 could also be guided in a cylinder guide in the manner shown in FIG.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Um die Trennsicherheit der Vereinzelungsvorrichtung zu steigern und in einfacher Weise gleichzeitig mit der Vereinzelung den Transport des vereinzelten Blattes bzw. blattförmigen Gegenstandes zu den nachfolgenden Behandlungseinrichtungen einzuleiten, wird das Blatt mittels eines beweglichen Saugmundstückes erfaßt, welches an eine lediglich periodische wechselnde Unter- und Überdruckphasen in der Verbindungsleitung erzeugende, ventillose Pumpe (13) angeschlossen ist. Die Bewegungsrichtung des beweglichen Saugmundstückes (6) verläuft unter einem solchen Winkel (β) gegenüber der Schwerkraftrichtung (G), daß die Resultierende aus der während der Unterdruckphase entstehenden Hubbewegung und der während der Überdruckphase entstehenden Fallbewegung des Blattes eine in die beabsichtigte Transportrichtung (F) weisende Komponente erhält. Zur Überbrückung größerer Stapelhöhen ist eine zusätzliche Anstellvorrichtung für das bewegliche Saugmundstück oder ein niveaugeregelter Stapeltisch (2, 4) vorgesehen. Der Stapeltisch (2) ist vorzugsweise um einen bestimmten Winkel (α) gegenüber der Waagrechten geneigt, um entweder die Trennsicherheit der Vereinzelung oder die Transportgeschwindigkeit des Blattes zu steigern.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vereinzeln und Transportieren des jeweils obersten Blattes eines Stapels von Blättern oder blattförmigen Gegenständen mittels eines beweglichen Saugmundstückes, bei welchem der das Ansaugen des Blattes bewirkende Unterdruck gleichzeitig die Bewegung des längsverschieblich in einer Führung gelagerten Saugmundstückes steuert.
  • Eine Vorrichtung dieser Art ist Gegenstand der Deutschen Gebrauchsmusterschrift 1 782 267. Dabei ist jedoch zur Erzeugung einer Transportbewegung in Richtung auf die nachfolgenden Transportwalzen eine eigene Blasdüse erforderlich, deren Luftstrom mehrere der obersten Blätter des Stapels erfassen und dadurch den Vereinzelungsvorgang stören kann.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß die Sicherheit des Trennvorganges gesteigert wird, und daß das bewegliche Saugmundstück in einfacher Weise neben der Vereinzelung auch den Transport des Blattes zu den nachfolgenden Transportwalzen einleiten kann.
  • Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Bei dieser Anordnung führt das bewegliche Saugmundstück zunächst eine Hubbewegung aus, welche das zu vereinzelnde Blatt vom Stapel abhebt. Dieser Hubbewegung schließt sich eine pulsierende Bewegung des Saugmundstückes an, welche einerseits das Abschütteln eines unbeabsichtigt durch das Saugmundstück . angezogenen Doppelblattes bewirkt und andererseits durch den periodischen Wechsel von in bestimmten Richtungen erfolgenden Hub- und Fallbewegungen des Blattes dessen Transport zu den nachfolgenden Tranportwalzen einleitet. Die pulsierende Bewegung des Saugmundstückes kann dadurch verstärkt werden, daß die Angriffsfläche des in der Verbindungsleitung zwischen dem Saugmundstück und der ventillosen Pumpe herrschenden, periodisch wechselnden Luftdruckes mittels einer mit dem Saugmundstück verbundenen Membrane vergrößert wird.
  • Zur Überbrückung größerer Stapelhöhen kann eine zusätzliche, mit einem Fremdantrieb versehene Anstellvorrichtung für das bewegliche Saugmundstück oder ein niveaugeregelter Steigtisch für den Stapel vorgesehen sein.
  • Eine besonders trennsichere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vereinzelungs- und Transporteinrichtung ergibt sich, wenn der Stapeltisch entgegen der Transportrichtung geneigt und mit hinteren Stapelanschlägen versehen ist. Auf diese Weise lassen sich auch sehr dünne, luftdurchlässige Blätter sowie aufgrund elektrostatischer Aufladungen aneinander haftende Kunststoffolien gleichermaßen zuverlässig trennen.
  • Die Transportgeschwindigkeit in Richtung auf die nachfolgenden Transportwalzen läßt sich durch Verwendung eines in Transportrichtung geneigten Stapeltisches mit vorderen Stapelanschlägen steigern. Diese Ausführungsform begünstigt das Nachschieben von Blättern während des Betriebes.
  • Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vereinzelungseinrichtung ist es möglich, das geförderte Blatt an ein stehendes, in bekannter Weise in Abhängigkeit von den Betriebsphasen eines Folgegerätes. getaktetes Transportwalzenpaar oder an einen seitlichen Stapelanschlag anzulegen, ohne daß dabei an dem beweglichen Saugmundstück und dem geförderten Blatt nenenswerte Reibungskräfte bzw. durch Reibung hervorgerufene Abnutzungserscheinungen auftreten.
  • Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung, worin im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel erörtert wird. Es zeigen
    • Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vereinzelungseinrichtung in halbschematischer Darstellung,
    • Fig. 2 das Bewegungsdiagramm des vom Saugmundstück erfaßten Blattes,
    • Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Saugmundstückbewegung,
    • Fig. 4 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung,
    • Fig. 5 eine Saugmundstückanordnung zur Abnahme von groß- oder verschiedenformatigen Blättern,
    • Fig. 6 ein mit einer Membrane verbundenes, bewegliches Saugmundstück, und
    • Fig. 7 einen mit einer Membranpumpe zu einer Baueinheit vereinigten Saugabnehmer.
  • Gemäß Figur 1 ist in einem Gerätegestell 1 ein Stapeltisch 2 für einen Blattstapel 3 angeordnet. Der Stapeltisch 2 ist um einen Winkel α gegenüber der Waagrechten geneigt und weist an seinem hinteren Ende einen Stapelanschlag 2a auf, welchem sich die auf dem Stapel befindlichen Blätter 3a unter Schwerkraftwirkung anlegen. Er ist als sogenannter Steigtisch ausgebildet, welcher mittels Schraubspindeln 4 in bekannter Weise in Abhängigkeit von einem in der Figur nicht gezeigten Stapelfühler selbsttätig soweit in der zur Stapeloberfläche senkrechten Richtung verstellt werden kann, daß die Stapeloberfläche stets das in der Figur durch die Linie H gekennzeichnete Niveau einnimmt.
  • Dem obersten Blatt 3a des Stapels 3 liegt unter der Wirkung seines Eigengewichtes und einer leichten Andruckfeder 5 ein bewegliches Saugmundstück 6 an. Das Saugmundstück 6 ist auf ein am unteren Ende eines beweglichen Kolbens 7 ausgebildetes Mundstück 7a aufgesteckt, welches eine zentrale Bohrung 7c aufweist. Der Kolben 7 ist längsbeweglich in einem Führungszylinder 8 gelagert, in welchen eine in eine Ausnehmung 7b des Kolbens 7 eingreifende Anschlagschraube 9 eingeschraubt ist. Der Führungszylinder 8 ist in einen gerätefesten Halter 10 eingesteckt und an seinem oberen Ende mittels eines mit einer zentralen Bohrung lla versehenen, in den Führungszylinder 8 einschraubbaren Anschlußstückes 11 verschlossen, welches gleichzeitig als Gegenlager für die im Innern des Kolbens 7 angeordnete Andruckfeder 5 dient.
  • Auf das Anschlußstück 11 ist eine Verbindungsleitung 12 aufgesteckt, welche das Innere des Führungszylinders 8 mit einer ventillosen Membranpumpe 13 verbindet. Die Membrane 16 der Membranpumpe 13 ist zwischen einem Oberteil 14 und einem Unterteil 15 eingespannt und mittels einer Schraube 16a mit einer Kurbelstange 17 verbunden. Die Kurbelstange 17 wird von einem im Unterteil 15 der Membranpumpe gelagerten, von einem in der Figur nicht dargestellten Antriebsmotor in Pfeilrichtung B angetriebenen Exzenter 18 in eine periodische Bewegung versetzt. Natürlich kann anstelle der in der Figur gezeigten Membranpumpe auch eine ventillose Kolbenpumpe oder eine andere, zum Erzeugen eines periodisch wechselnden Über- und Unterdruckes geeignete Pumpanordnung Verwendung finden.
  • Das Oberteil 14 trägt neben einem rohrförmigen Anschlußstück 14a für die Verbindungsleitung 12 ein als Entlüftungsleitung dienendes Rohrstück 14b, welches mittels eines halbkugelförmigen, aus einem elastischen Werkstoff bestehenden Ventilkörpers 19 verschließbar ist. Ein zapfenförmiger Ansatz 19a des Ventilkörpers 19 ist in eine entsprechende Bohrung eines hochgestellten Lappen 20a eines zweiarmigen Kipphebels 20 eingesteckt, welcher unter der Wirkung einer Schenkelfeder 21 steht, die ihn entgegen dem Uhrzeigersinn zu verdrehen sucht und die dadurch den Ventilkörper 19 an die Öffnung des Rohrstückes 14b anlegt. Ein Arm 20b des Kipphebels 19 wirkt mit einem Betätigungshebel 21 zusammen, welcher durch eine Öffnung la des Gerätegestells 1 greift. Der Betätigungshebel 21 wird durch nicht näher dargestellte, beispielsweise elektromagnetische Mittel von der Steuereinrichtung des der erfindungsgemäßen Vereinzelungseinrichtung nachfolgenden Gerätes in dem Takt gesteuert, in welchem die Vereinzelung der Blätter erfolgen soll, wobei ein Öffnen des Ventiles 14b, 19 die sofortige Unterbrechung des Vereinzelungs- und Transportvorganges bewirkt.
  • Schließlich sind noch in Förderrichtung F der vereinzelten Blätter gesehen hinter dem Stapeltisch 2 Transportwalzen 22 und 23 angeordnet, welche auf Wellen 24 und 25 gelagert sind. Die Transportwalzen 22 und 23 können entweder ständig in der angezeigten Pfeilrichtung umlaufen oder in dem für die nachfolgende Verarbeitungsmaschine erforderlichen Takt intermittierend angetrieben sein. Mittels der zuletzt genannten Taktung kann z.B. im Falle eines Kopiergerätes in bekannter Weise das richtige Anlegen des Kopieträgers an den Aufzeichnungszylinder gesteuert werden. Die Transportwalzen 22 und 23 sind von Leitblechen 26 und 27 für die zu transportierenden Blätter umgeben.
  • Die Figuren 2 und 3 zeigen den Bewegungsablauf des Saugmundstückes 6 und des von diesem Mundstück erfaßten Blattes 3a. Demnach liegt das bewegliche Saugmundstück 6 zunächst unter der Wirkung der Andruckfeder 5 dem obersten Blatt des Stapels 3 auf. Nach dem Schließen des Entlüftungsventiles 19 (Figur 1). bzw., falls kein derartiges Entlüftungsventil vorgesehen ist, nach dem Anlaufen der Pumpe 13 wird das Blatt 3a an das Saugmundstück angezogen, wobei es nach Art eines Rückschlagventils die Bohrung 7c des Kolbens 7 verschließt. Im Innern des Führungszylinders 8 entsteht ein Unterdruck, welcher sich u.a. auch auf die hinteren Abschlußflächen des Kolbenquerschnittes 7d (Figur 1) auswirkt, wodurch der Kolben 7 entgegen der Wirkung seines Eigengewichtes und der Kraft der Andruckfeder 5 ausgehend vom Stapelniveau Ho um eine den Volumenverhältnissen des Führungszylinders 8 und der Membranpumpe 13 entsprechende Strecke H1 angehoben wird.
  • Während der folgenden Überdruckphase der Membranpumpe 13 kann der Kolben 7 der Pumpenbewegung nicht trägheitslos folgen, wodurch sich Volumenunterschiede zwischen dem Pumpenhub und dem Kolbenhub ergeben, welche zeitweilig einen Überdruck in der an sich aufgrund des Eigengewichtes des Kolbens und der Wirkung der Andruckfeder 5 unter Unterdruck stehenden Verbindungsleitung 12 erzeugen. Dies führt zu einem Ausblasen von Luft durch das vom Blatt 3a und dem beweglichen Saugmundstück 6 gebildete Rückschlagventil, welches in Verbindung mit der Trägheit des beweglichen Saugmundstückes bewirkt, daß bei den folgenden Hüben der Membranpumpe 13 der Kolben 7 einerseits nicht mehr in seine stapelseitige Endlage gelangt, und andererseits auch nicht mehr über die volle, den Volumenverhältnissen von Pumpe 13 und Führungszylinder 8 entsprechende Hubstrecke H1 angehoben wird. Vielmehr stellt sich nach einer kurzen- Übergangszeit eine periodische Kolbenbewegung mit der während der gesamten Einschaltzeit te im wesentlichen gleichbleibenden Amplitude A ein, welche das Saugmundstück 6 mit einer der Pumpenfrequenz f entsprechenden Frequenz zwischen den Hubhöhen Hmin und Hmax hin- und herbewegt. Die Amplitude A bzw. die Größe von Hmax und Hmin hängen dabei insbesondere von folgenden Faktoren ab, durch deren geeignete Wahl sie im jeweils gewünschten Sinne beeinflußt werden
    • - Volumenverhältnis der Pumpe, der Zylinderführung und der dazwischenliegenden Luftleitungen,
    • - Trägheit des beweglichen Saugmundstückes, sowie Art und Stärke darauf wirkenden Rückstellkräfte (z.B.Andruckfeder 5),
    • - Pumpfrequenz,
    • - relativer Einfluß des am Saugmundstück herrschenden Unterdruckes auf das Ansaugen des Blattes und das Heben des Kolbens.
  • Eine für die Abnahme von Papierblättern verschiedenen Flächengewichtes und von dünnen Kunststofffolien geeignete Bewegungscharakteristik wurde beispielsweise mit der bei bekannten Teleskopsaugern üblichen Dimensionierung bei Verwendung einer leichten Andruckfeder mit flacher Charakteristik und bei einer Hubhöhe Hmax von etwa 10 bis 20 mm mit einer Pumpfrequenz von etwa 20 bis 30 Hz erzielt.
  • Es wurde ferner gefunden, daß sich sowohl die Ansaugals auch die Trennsicherheit der erfindungsgemäßen Vereinzelungs- und Transporteinrichtung durch Verwendung eines Saugmundstückes verbessern läßt, welches in der in den Figuren gezeigten Weise mit einer möglichst großen elastischen Saugplatte 6a ausgestattet ist (Fig.1,2,6,7). Diese Saugplatte 6a schließt sich aufgrund ihrer Elastizität dem obersten Blatt des Stapels selbst im Falle von Unebenheiten und Winkelunterschieden dicht an und bietet für den angreifenden Unterdruck eine große Fläche. Selbst in den Fällen, in denen zwischen der Saugplatte 6a und dem obersten Blatt des Stapels zunächst ein kleiner Abstand bleibt, entsteht aufgrund der unter der ausgedehnten Saugplatte mit relativ großer Geschwindigkeit einströmenden Luft ein in den meisten Fällen zur Einleitung des Ansaugvorganges ausreichender Unterdruck.
  • Der relative Einfluß des in der Verbindungsleitung 12 herrschenden Luftdruckes auf die Hubbewegung des Saugmundstückes 6 läßt sich, wie im folgenden noch näher ausgeführt wird, durch eine Vergrößerung der wirksamen Kolbenfläche 7d bzw. durch die Einschaltung einer mit dem Kolben 7 verbundenen Membrane in den Luftweg erreichen.
  • Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, führt die vorstehend beschriebene Bewegungscharakteristik des beweglichen Saugers 6 dazu, daß das oberste Blatt 3a des Stapels 3 zunächst um die Strecke H1 vom Stapel abgehoben wird. Anschließend führt es im Rhythmus der Pumpenfreqenz abwechselnd Fallbewegungen in Schwerkraftrichtung G und Hubbewegungen in Bewegungsrichtung H des beweglichen Saugmundstückes 6 aus. Bei Neigung der Saugerführung um einen geeigneten Winkel β gegenüber der Schwerkraftrichtung G entsteht aus den beiden vorstehenden Bewegungen eine resultierende Bewegung in Fdrderrichtung F.
  • Bei den in Figur 1 und 2 gezeigten Beispielen ist die Förderrichtung F um einen Winkel α gegenüber der Waagrechten geneigt. Diese Neigung der Förderrichtung F, welche im wesentlichen sowohl mit der Neigung der Unterfläche des Saugmundstückes sowie mit der Neigung der Stapeloberfläche übereinstimmt, begünstigt das Zurückhalten der Blätter im Stapel durch Schwerkraftwirkung und erhöht dadurch die Trennsicherheit der Vereinzelungsvorrichtung.
  • Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung liegt noch darin, daß das geförderte Blatt während seiner vorstehend geschilderten Hub- und Fallbewegungen ohne Reibungsverbindung mit dem Saugmundstück 6 ist. Es ist daher möglich, das vereinzelte Blatt ohne Abschalten der Pumpe durch Einführen von Zusatzkräften praktisch reibungsfrei entgegen der vom Saugmundstück vorgegebenen Bewegungsrichtung zu bewegen oder festzuhalten. Dies ist einmal bei dem oft praktizierten Anlegen des vereinzelten Blattes gegen ein stehendes Saugwalzenpaar von Bedeutung. Zum anderen ist es aber auch möglich, wie anschließend anhand der Figur 4 gezeigt wird, mittels eines einzigen in geeigneter Weise placierten Saugers Blätter verschiedenen Formates zu fördern und sie während des Transportvorganges an eine seitliche Führung anzulegen.
  • Gemäß Figur 4 liegen auf einem Stapeltisch 2 Blätter 3a von verschiedenem Format. Das Saugmundstück 6 ist so placiert, daß es wechselweise jedes der an einen hinteren Stapelanschlag 2a und einen seitlichen Stapelanschlag 2b angelegten Blattformate 3a erfassen kann. Seine Förderrichtung F' ist um einen solchen Winkel β gegenüber der eigentlichen Förderrichtung F verdreht, daß eine auf die seitliche Führung 2b gerichtete Förderkomponente F" entsteht. Das geförderte Blatt wird daher, unabhängig von seinen äußeren Abmessungen, während des gesamten Transportvorganges gegen die seitliche Führung 2b angelegt und ohne Verkantung den Förderwalzen 22, 23 zugeführt.
  • Wie aus Figur 4 ebenfalls ersichtlich ist, kann zusätzlich zu dem Saugmundstück 6 zur Überbrückung eines längeren Transportweges bis zum ersten Förderwalzenpaar 22,23 noch ein weiteres Saugmundstück 61 angeordnet werden. Außerdem ist es möglich, zur Förderung breiterer Formate mehrere Saugmundstücke, wie z.B. die Saugmundstücke 6 und 6" nebeneinander anzuordnen.
  • Figur 5 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung, bei welcher der Stapeltisch 28 in Transportrichtung um einen Winkel α gegenüber der Waagrechten geneigt ist. Der Stapelanschlag 28a ist in diesem Fall vor dem Blattstapel 3 angeordnet. Der Saugabnehmer 29 mit dem Saugmundstück 30 ist an einem schwenkbaren Träger 31 befestigt, welcher auf einer gerätefesten Achse 32 gelagert ist. Der Träger 31 steht unter der Wirkung einer Zugfeder 33, welche ihn im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken sucht und ihn dadurch an einen gerätefesten Anschlag 34 anlegt. Aufgrund dieser Schwenkbewegung wird das Saugmundstück 30 im
  • Ruhezustand von der Stapeloberfläche abgehoben. Während dieser Betriebsphase ist es möglich, den Stapel 3 durch weitere Blätter zu ergänzen, wobei ein am Träger 31 angebrachtes Leitblech 35 ein Verhaken der nachgeschobenen Blätter hinter dem Saugmundstück 30 verhindert. Zusätzlich ist der im Ruhezustand über das Leitblech 35 überstehende Teil des Saugmundstückes 30 mit einer Einführschräge 30a versehen.
  • Die Schwenkbewegung des Trägers 31 dient der Vergrößerung der anfänglichen Hubbewegung des Saugmundstückes. Soweit dieser große Anfangshub nicht benötigt wird, kann Hmin (Figur 3) entsprechend kleiner gewählt werden, wodurch eine größere Freiheit bei der Wahl der oben aufgeführten, den Hub des Saugmundstückes beeinflussenden Größen entsteht.
  • Zur Einleitung der Anstellbewegung dient ein Hubmagnet 36, welcher mittels einer Zugstange 37 mit einem Arm 31a des beweglichen Trägers 31 verbunden ist. Der Hubmagnet 36 wird mittels geeigneter Steuermittel kurz vor dem Einschalten des pulsierenden Saugabnehmers 29,30betätigt und kurz nach dem Einschalten des Saugabnehmers wieder ausgeschaltet. Die Verbindungsleitung 38 zu dem auf dem schwenkbaren Träger 31 angeordneten Saugabnehmer 29,30 ist in bekannter Weise durch die hohle Schwenkachse 32 geführt.
  • Die Neigung β der Hubrichtung H gegenüber der Schwerkraftrichtung G ist in diesem Falle so gewählt, daß die Hubbewegung zusammen mit der Kippbewegung des Trägers 31 im wesentlichen nur das vereinzelte Blatt vom Stapel trennt und über den Stapelvorderanschlag 28a hebt, während sich die in Transportrichtung F weisende Bewegungskomponente des vereinzelten Blattes 3a überwiegend aus der Fallbewegung in Schwerkraftrichtung G ableitet. Mittels dieser Transportbewegung wird das Blatt einem Transportwalzenpaar 22, 23 zugeleitet, welches an einer von Leitblechen 26, 27 gebildeten Führungsbahn angeordnet ist.
  • Gemäß Figur 6 ist am oberen Ende des das bewegliche Saugmundstück 6 tragenden rohrförmigen Kolbens 37 mittels einer Ringmutter 37a eine Membrane 39 befestigt. Die Membrane 39 ist in den oberen, dosenartig erweiterten Teil 40a einer Zylinderfuhrung 40 eingelegt und mittels einer mittels Schrauben 41 an der Zylinderführung 40 befestigten Kappe 42 abgedeckt, an welche die Saugluftleitung 12 angeschlossen ist. Der zwischen Membrane 39 und Kappe 42 eingeschlossene Raum ist dadurch mit der ventil losen Pumpe verbunden, während der unterhalb der Membrane befindliche Raum durch Entlüftungsbohrungen 40b mit der Außenluft verbunden ist.
  • Bei dieser Anordnung wirkt der Pumpendruck auf eine wesentlich größere Fläche als die Querschnittsfläche des Kolbens 37, so daß sich der für das Saugmundstück 6 benötigte Unterdruck in wesentlich stärkerem Maße auf die Bewegung des Kolbens 37 auswirkt. Wie weiter oben bereis ausgeführt, kann dadurch die in Figur 3 gezeigte Bewegungscharakteristik in dem Sinne beeinflußt werden, daß sich der in der Leitung 12 herrschende Luftdruck in stärkerem Maße auf die Bewegung des Saugmundstückes auswirkt.
  • Gemäß Figur 7 ist in einem gerätefesten Halter 43 ein Ringkörper 44 angeordnet, in den zwei Membranen 45 und 46 eingesetzt sind. Die untere Membrane 45 ist mittels eines Schraubringes 47, die obere Membrane 46 mittels einer Schraubkappe 48 in dem Ringkörper 44 gehalten. An der Membrane 45 ist mittels einer Ringmutter 49 ein rohrförmiger Träger 50 für das bewegliche Saugmundstück 6 befestigt. Die Membrane 46 ist mittels einer Schraube 51 mit einem bolzenförmigen Magnetanker 52 verbunden, welcher in eine in die Schraubkappe 48 eingesetzte Magnetspule 53 eintaucht. Die Magnetspule 53 ist mittels Leitungen 54 und 55 an einen in der Figur nicht gezeigten Wechselstromgenerator angeschlossen, welcher sie in dem für die Vereinzelung und den Transport der im Stapel 3 befindlichen Blätter erforderlichen Takt mit Wechselstrom der für den Betrieb des Saugabnehmers erforderlichen Frequenz versorgt. Die Membrane 46 bildet in diesem Fall die zum Betrieb des beweglichen Saugmundstückes 6 erforderliche Membranpumpe, welche zusammen mit dem Saugabnehmer als ganze Einheit in das Gerät einsetzbar bzw. zu Wartungszwecken dem Gerät entnehmbar ist. Natürlich könnte der rohrförmige Träger 50 für das bewegliche Saugmundstück 6 auch in der in Figur 6 gezeigten Weise in einer Zylinderführung geführt sein.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Vereinzeln und Transportieren des jeweils obersten Blattes eines Stapels von Blättern oder blattförmigen Gegenständen mittels eines beweglichen Saugmundstückes, bei welchem der das Ansaugen des Blattes bewirkende Unterdruck gleichzeitig die Bewegung des längsverschieblich in einer Führung gelagerten Saugmundstückes steuert, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Das bewegliche Saugmundstück (6,30) ist an eine ventillose Pumpe (13) angeschlossen, welche in der Verbindungsleitung (12) zwischen dem SaugmundstUck und der Pumpe periodisch wechselnde Unter- und Überdruckphasen erzeugt,
b) die von der Führung ((8,40,45) des beweglichen Saugmundstückes (6,30) vorgegebene Bewegungsrichtung (H) ist unter einem solchen Winkel (ß) gegen die Schwerkraftrichtung (G) geneigt, daß die Resultierende aus der während der Unterdruckphase von dem beweglichen Saugmundstück (6,30) hervorgerufenen Hubbewegung des Blattes (3a) und der während der Uberdruckphase von der an dem Blatt (3a) angreifenden Schwerkraft hervorgerufenen Fallbewegung eine in die beabsichtigte Transportrichtung (F) des Blattes weisende Komponente erhält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugmundstück (6,30) an einem in einem mit der ventillosen Pumpe (13) verbundenen Führungszylinder (8,40)geführten, mit einer zentralen Bohrung (7c) versehenen Kolben (7,37) befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (7) eine das Saugmundstück (6) an das Blatt (3a) anlegende Andruckfeder (5) angreift.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des beweglichen Saugmundstückes (6) von einer in der Verbindungsleitung (12) zur ventillosen Pumpe (13) liegenden Membrane (39,45) gebildet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Saugmundstück (6) unmittelbar an der Membrane (45) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ventillose Pumpe (13) als Membranpumpe (14-18) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Führung (43,44,45) für das bewegliche Saugmundstück (6) eine magnetgetriebene Membranpumpe (46,52,53) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das stapeTseitige Ende des Saugmundstückes (6) als elastische Auflageplatte (6a) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung groß-oder verschiedenformatiger Blätter mehrere in Transportrichtung neben- oder hintereinander angeordnete Saugmundstücke (6,6',6") vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrichtung (F") mindestens eines der Saugmundstücke (6,6',6") um einen solchen Winkel (γ) gegenüber der beabsichtigten Transportrichtung (F) verdreht ist, daß neben der Bewegungskomponente in Transportrichtung eine gegen einen seitlich an der Transportbahn angeordneten Anschlag (2a) gerichtete Bewegungskomponente (F") entsteht.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsphasen des beweglichen Saugmundstückes (6) mittels eines in eine Entlüftungsleitung (14b) des Saugmundstückes eingeschalteten Ventils (19) steuerbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anstellvorrichtung (31-36) für das bewegliche Saugmundstück (30) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstellvorrichtung (31-36) mittels eines Elektromagneten (36) angetrieben ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein niveaugesteuerter Steigtisch (2,4) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapeltisch (2) entgegen der Blatttransportrichtung (F) geneigt und an seinem hinteren Ende mit Stapelanschlägen (2a) versehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Blatttransportrichtung (F) geneigter Stapeltisch (28) vorgesehen ist, welcher an seinem vorderen Ende Stapelanschläge (28) trägt.
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