EP1593627A2 - Vorrichtung und Verfahren zum automatischen Portinieren von blattförmigen Materialstapeln, insbesondere von Papierstapeln - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum automatischen Portinieren von blattförmigen Materialstapeln, insbesondere von Papierstapeln Download PDF

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EP1593627A2
EP1593627A2 EP05006074A EP05006074A EP1593627A2 EP 1593627 A2 EP1593627 A2 EP 1593627A2 EP 05006074 A EP05006074 A EP 05006074A EP 05006074 A EP05006074 A EP 05006074A EP 1593627 A2 EP1593627 A2 EP 1593627A2
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EP
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layer
material stack
stack
parting
separating element
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EP05006074A
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Berthold Schmitt
Volkmar Assmann
Thomas Kaulitz
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Baumann Maschinenbau Solms GmbH and Co KG
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Definitions

  • the invention further relates to a method for automatic Portioning of sheet material stacks, in particular of paper stacks for lifting individual layers and for automatic transfer into a vibrating unit, in which the material stack from a movable lifting device in one Position in which the transfer of a position of the Material stack in a transport device for further processing the situation takes place.
  • the object of the invention is the device side after the Preamble of claim 1 solved by electronic and / or mechanical measuring and / or counting devices and positioning elements for adjusting the material stack number of sheets to be picked per layer are arranged and that the transport device from an at least one side horizontally movable roller-shaped separating element, connected to a vertically movable clamping device is, between which the lifted position is fixed.
  • Device is a sensor for determination and adjustment the position of the material stack to the parting device and the height of thedesstechenden location arranged with the Measuring and / or counting device, the layer height to be set sets and / or this by counting the individual leaves the material stack determined, cooperates.
  • the measuring and / or counting unit is formed such that the parting height ofphotostechenden Location by the parameters weight and thickness of a sheet determined and calculated.
  • the measuring and / or Counting unit is designed such that each sheet of the respective automatically counted and the Leaves that have a given total number to be punched off Layers exceed again deposited on the material stack become.
  • a Vorseparierica to arrange, consisting of a table-like, horizontally movable Support element consists, on which a cylindrical, is arranged around its longitudinal axis rotatable separating element.
  • clamping elements for Holder of the material stack and / or the layers arranged are.
  • the parting device is formed like a knife and arranged to be from a stack side edge from in pre-calculated parting height by vertical and / or horizontal feed moves into the material stack.
  • the parting device plate-like is formed and also a roll-shaped, in order the longitudinal axis has rotatable separating element.
  • the cylindrical Separating element of the transport device at least over the entire width of the material stack and two drives has, which are connected to one end of the separating element are.
  • the drives are controlled in such a way that first one end of the separating element, the knife of the parting device following, in the intermediate space formed thereby einschwenkt and then the other end between position and material stack moves and the separating element again in parallel Spaces position to stack width.
  • a clamping element For fixing the position of the leaves within the Stacks of material during the lifting of the situation and the transport the situation is arranged a clamping element, which is the fixed on upper leaves.
  • Another clamping device is in the area above the Separating element arranged and designed so that the lifted Location is fixed on the separator.
  • the Separating element and the clamping device designed and are arranged at the same time that they automatically promote serve the location in the vibrator.
  • the a vibrator is arranged downstream.
  • the object according to the invention is furthermore according to the method solved according to the preamble of claim 14 thereby that the number of sheets of each position to be lifted by means of electronic and / or mechanical measuring and / or counting devices and positioning elements are counted or calculated and the layer height and position is set that the Location of a parting device from the material stack partially lifted and thereby taken over by the transport device will that between the raised position and the Material stack moves, the situation jams and the further processing supplies.
  • the number of sheets of a layer is determined by manual counting and determined based on this position layer thickness and weight prior to portioning.
  • the parting height is set at the parting device. This can be readjusted and adjusted in each case by further weighing processes during the processing of the material stack, wherein the last position of a processing cycle is tapped defined depending on the required total number of sheets.
  • both at the pre-separation operations as well as the portioning operations the layers defined in their number of sheets of one Stack side edge lifted off the ply corner from the material stack is and then that the separating device or the parting device between the respective Material stack moves and the situation further from the material stack separates.
  • the device according to the invention further consists of the knife-like parting device 5, with each one position 6 is lifted from the paper stack 1.
  • an air nozzle 7 is arranged, the from a stack side edge of air in the Abstech Kunststoff the location 6 blows and the leaves in this area lifting easily.
  • At least the knife of the parting device 5 is horizontally and vertically adjustable.
  • Another air nozzle 8 is arranged such that its air jet is directed to the ply top to retract the roller-shaped separating element 10 of the transport device 9 between the position to be lifted 6 and the material stack 1 to prevent the turning of the layer 6.
  • transport device 9 consisting essentially of the roller-shaped, about its longitudinal axis rotatable separating element 10th and one disposed above the partition 10, vertically movable clamping device 11 consists, serves the full Lifting the layer 6 and the transport to or into the Rattling device (not shown in the drawing).
  • the separating element 10 is kartanisch on both sides of the machine frame attached and has drives that a separate Swing the two ends of the separator 10 allow. For that, at least at the end, the first in the pile of paper 1 einschwenkt, a telescopically trained Length compensation element arranged (in the drawing also Not shown).
  • the lifting device 2 For positioning the paper stack 1 in a predetermined position to the parting device 5, for measuring and adjusting the Layer height and to determine the lower edge of the cylindrical Separating element 10 of the transport device 9 are four Sensors 12, 13, 14, 15 arranged with the rotary encoder 16 the lifting device 2 are in operative connection. This determined the height of the5.
  • a clamping element 17 is arranged, which fixes the upper sheets of the material stack 1.
  • Two Hold-down 18 limit the lifting height of the platform 3 and secure the paper stack 1 in its position on the platform Third
  • the platform 3 of the Lifting device 2 designed as a roller conveyor or chain conveyor is, so that the promotion of the material stack 1 to and on the lifting device 2 already automatically by another Roller conveyors or chain conveyors outside the device can be done.
  • the device can be connected directly to a vibrator be or part of a device for breaking up and Be venting of paper stacks, such as in DE 10 2004 003 455.9 is described. This device is also in operative connection with a vibrating device.
  • the device according to the invention also other machines for processing and processing material stacks be coordinated.
  • the stored on the platform 3 of the lifting device 2 stack of paper 1 is moved in rapid traverse to a position that is limited by the hold 18.
  • the express stroke is switched to a working stroke to to approach the specified exact position.
  • the working stroke is interrupted and the platform 3 is horizontal until sensor 13 detects the stack side edge Has.
  • sensor 14 There is now a lowering of the paper stack 1 so far until sensor 14 has detected the top of the stack.
  • the paper stack is moved to parting height, the by means of encoder 16 in evaluation of the initially entered Data is limited.
  • the separating element 10 is set in rotary motion by means of drive and pivots horizontally by extending the length compensation element in the formed by the knife gap between layer 6 and paper stack 1 on. In this case, the air nozzle 8 prevented by their air flow the turning of the situation 6.
  • the clamping element 18 is introduced, that pinches the paper stack 1 and thus prevents individual Leaves with the layer 6 are carried or on move the paper stack 1.
  • the horizontally and vertically adjustable parting device 5 After the horizontally and vertically adjustable parting device 5 has taken its starting position again the layer 6 on the separator 10 by the movable Clamping device 11 clamped and pulled into transfer position. Here it can be used for further processing on a grasping forceps pass the position 6 on the vibrator stores. The hold-down 18 will now be disabled.
  • FIGS. 3 and 4 show a structurally modified embodiment the device according to the invention. Below are only illustrates the differences from the first embodiment become.
  • this problem is now to be solved by that an automatic pre-separation of the material stack 1 is provided.
  • a Vorsepariertechnik consisting essentially of a plate-like, horizontally movable support element 19, that with a roller-like, rotatable about its longitudinal axis Separating element 20 is coupled.
  • the separation of a larger, but in its height likewise predicted partial stack From the material stack 1 is carried out by the fact that the separator 20, which is powered by a motor, in rotation is offset and the Vorsepariermaschine in by a Sensor 21 adjusted position over a corner of the Material stack 1 is retracted into this. simultaneously is - driven by another sensor 22 - the material stack 1 lowered to avoid damage to the leaves.
  • the determination of the exact number of leaves of a layer 6 can also be used for example by means of camera and electronic Evaluation of the number of sheets recorded.
  • the parting device 25 used here is plate-like trained and also has a cylindrical, to his Longitudinal axis rotatable separator 26 on that - as already described - in pre-set distance in the sub-stack moves and this first in a corner area in by Sensors 27, 28 raises exactly predetermined position.
  • the counter 24 moves in counting position before the off-hook Layered corner and counts the leaves.
  • the number determined is transmitted to the control unit, stored there and the total sheet number of the lifted sheets is determined until a specified limit is reached or exceeded.
  • the exact number of sheets per layer height to be processed (For example, 1 000 sheets) is achieved by a further separating stop 29 is arranged, which is the predetermined Leaves exceeding the number of leaves separated from the layer 6, so that they are stored again on the material stack 1.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Portionieren von blattartigen Materialstapeln, insbesondere von Papierstapeln zum Abheben einzelner Lagen und zur automatischen Übergabe in eine Rütteleinheit, im Wesentlichen bestehend aus einer verfahrbaren Hubeinrichtung, auf deren Plattform der zu verarbeitende Materialstapel abgelegt ist, einer Abstechvorrichtung zum Anheben jeweils einer Lage des Materialstapels und einer Transporteinrichtung zur Übergabe der Lage zur Weiterbearbeitung und ist vorrichtungsseitig dadurch gekennzeichnet, dass elektronische und/oder mechanische Mess- und/oder Zähleinrichtungen (16, 24) und Positionierelemente (12 bis 15, 27, 28) zum Einstellen der vom Materialstapel (1) abzuhebenden Blattanzahl pro Lage (6) angeordnet sind und dass die Transporteinrichtung (9) aus einem wenigstens einseitig horizontal verfahrbaren walzenförmigen Trennelement (10) besteht, das mit einer vertikal verfahrbaren Klemmeinrichtung (11) verbunden ist, zwischen denen die abgehobene Lage (6) fixiert ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Portionieren von blattartigen Materialstapeln, insbesondere von Papierstapeln zum Abheben einzelner Lagen und zur automatischen Übergabe in eine Rütteleinheit, im Wesentlichen bestehend aus einer verfahrbaren Hubeinrichtung, auf deren Plattform der zu verarbeitende Materialstapel abgelegt ist, einer Abstechvorrichtung zum Anheben jeweils einer Lage des Materialstapels und einer Transporteinrichtung zur Übergabe der Lage zur Weiterbearbeitung.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum automatischen Portionieren von blattartigen Materialstapeln, insbesondere von Papierstapeln zum Abheben einzelner Lagen und zur automatischen Übergabe in eine Rütteleinheit, bei dem der Materialstapel von einer verfahrbaren Hubeinrichtung in eine Position verfahren wird, in der die Übergabe einer Lage des Materialstapels in eine Transporteinrichtung zur weiteren Bearbeitung der Lage erfolgt.
Bisher war es üblich, Materialstapel manuell in einzelne Lagen zu portionieren und auf eine Rütteleinrichtung zu transportieren.
Bekannt ist auch der automatisierte Transport von Lagen unterschiedlicher Blattanzahl mittels Greiferelemente von einem Materialstapel zu einer Verarbeitungsmaschine, beispielsweise auf die Arbeitsfläche einer Schneidemaschine.
Durch die immer größer werdenden Papierformate ist das manuelle Handling mit Schwierigkeiten verbunden, da entweder nur sehr keine Lagenhöhen transportiert werden können oder ein großer Kraftaufwand notwendig ist, was zu gesundheitlichen Schädigungen führen kann.
Das Vereinzeln von Materialstapeln in einzelne Lagen ist außerdem sehr zeitaufwändig und kann zu Stillstandszeiten im weiteren Fertigungsablauf führen. Das Ablegen von Lagen jeweils gleicher Blattanzahl ist nicht oder nur unter großem Zeit- und konstruktiven Aufwand möglich. Die Bereitstellung von Lagen in etwa gleicher Blattanzahl vor dem Positionieren der Blätter innerhalb des Lagenstapels zueinander ist nur anhand des Bestimmens des genauen Gewichtes der Lage und/oder der Lagendicke möglich.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass ein automatisches Abstechen von Lagen vorgegebener Höhe und möglichst genauer Blattanzahl möglich wird, ohne dass es zu Beschädigungen der einzelnen Blätter kommt.
Es ist des weiteren Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass manuelle Arbeitsgänge fast vollständig entfallen und das Portionierverfahren in den weiteren Verarbeitungsverlauf des Materialstapels ohne Zeitverzögerungen und ohne dadurch bedingte Stillstandszeiten nachfolgender Bearbeitungsmaschinen integriert werden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird vorrichtungsseitig nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass elektronische und/oder mechanische Mess- und/oder Zähleinrichtungen und Positionierelemente zum Einstellen der vom Materialstapel abzuhebenden Blattanzahl pro Lage angeordnet sind und dass die Transporteinrichtung aus einem wenigstens einseitig horizontal verfahrbaren walzenförmigen Trennelement besteht, das mit einer vertikal verfahrbaren Klemmeinrichtung verbunden ist, zwischen denen die abgehobene Lage fixiert ist.
Nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Sensorik zur Bestimmung und Einstellung der Position des Materialstapels zur Abstechvorrichtung und der Höhe der abzustechenden Lage angeordnet, die mit der Mess- und/oder Zähleinrichtung, die die einzustellende Lagenhöhe festlegt und/oder diese durch Zählen der einzelnen Blätter des Materialstapels bestimmt, zusammenwirkt.
Je nach Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materialstapels kann es von Vorteil sein, wenn die Mess- und/oder Zähleinheit derart ausgebildet ist, dass die Abstechhöhe der abzustechenden Lage durch die Parameter Gewicht und Dicke eines Blattes bestimmt und berechnet wird.
Zur Erfüllung der Forderung nach genau definierten Blattzahlen pro Lage ist es vorteilhaft, wenn die Mess- und/oder Zähleinheit derart ausgebildet ist, dass jedes Blatt der jeweiligen abzustechenden Lage automatisch gezählt und die Blätter, die eine vorgegebene Gesamtzahl pro abzustechender Lagen überschreiten auf den Materialstapel wieder abgelegt werden.
Ebenfalls zum Erreichen einer genau definierten Blattanzahl pro Lage ist erfindungsgemäß vorgesehen, eine Vorsepariereinheit anzuordnen, die aus einem tischartigen, horizontal verfahrbaren Auflageelement besteht, an dem ein walzenförmiges, um seine Längsachse drehbares Trennelement angeordnet ist.
Dadurch wird erreicht, dass durch ihre Beschaffenheit, ihren Auf- oder Eindruck wellige Blätter in eine plane Lage gebracht werden können, um die Genauigkeit der Anzahl der Blätter pro Lage zu erhöhen oder zu gewährleisten.
Nach einer weiteren vorteilhaften Fortbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass Klemmelemente zur Halterung des Materialstapels und/oder der Lagen angeordnet sind.
Damit werden Beschädigungen der Blattstapel während der Portionierung weitestgehend verhindert.
Nach einer anderen vorzugsweisen Ausbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Abstechvorrichtung messerartig ausgebildet und derart angeordnet, dass sie von einer Stapelseitenkante aus in vorausberechneter Abstechhöhe durch vertikalen und/oder horizontalen Vorschub in den Materialstapel verfährt.
Insbesondere zur Verhinderung von Schäden an den Materialstapeln ist es von Vorteil, wenn die Abstechvorrichtung plattenartig ausgebildet ist und ebenfalls ein walzenförmiges, um die Längsachse drehbares Trennelement aufweist.
Von Vorteil ist es des Weiteren, wenn sich das walzenförmige Trennelement der Transporteinrichtung wenigstens über die Gesamtbreite des Materialstapels erstreckt und zwei Antriebe aufweist, die mit jeweils einem Ende des Trennelementes verbunden sind. Dabei werden die Antriebe derart gesteuert, dass zunächst ein Ende des Trennelementes, dem Messer der Abstechvorrichtung folgend, in den dadurch gebildeten Zwischenraum einschwenkt und danach das andere Ende zwischen Lage und Materialstapel verfährt und das Trennelement wieder in parallele Stellung zur Stapelbreite verbringt.
Zur Fixierung der Position der Blätter innerhalb des Materialstapels während des Abhebens der Lage und des Transportes der Lage ist ein Klemmelement angeordnet, das die oberen Blätter fixiert.
Eine andere Klemmeinrichtung ist im Bereich oberhalb des Trennelementes angeordnet und so ausgebildet, dass die abgehobene Lage auf dem Trennelement fixiert wird.
Erfindungsgemäß ist des Weiteren vorgesehen, dass das Trennelement und die Klemmeinrichtung derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie gleichzeitig der automatischen Förderung der Lage in die Rütteleinrichtung dienen.
Zur weiteren Automatisierung des Bearbeitungsablaufes der Materialstapelverarbeitung ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung mit einer Vorrichtung zum automatischen Aufbrechen und Belüften von blattartigen Materialstapeln verbunden ist, der eine Rütteleinrichtung nachgeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird des Weiteren verfahrensgemäß nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 14 dadurch gelöst, dass die Blattanzahl jeder abzuhebenden Lage mittels elektronischer und/oder mechanischer Mess- und/oder Zähleinrichtungen und Positionierelementen ausgezählt oder berechnet und die Lagenhöhe und -position eingestellt wird, dass die Lage von einer Abstechvorrichtung vom Materialstapel teilweise angehoben und von der Transporteinrichtung dadurch übernommen wird, dass diese zwischen die angehobene Lage und den Materialstapel verfährt, die Lage klemmt und der Weiterbearbeitung zuführt.
Nach einer vorzugsweisen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Verfahren des zu portionierenden Materialstapels in vorgegebene Arbeitsstellung zunächst eine Vorseparierung einer bestimmten Lagenhöhe erfolgt und dass danach die genau abgezählte Blattanzahl von der separierten Lagenhöhe zur weiteren Bearbeitung abgehoben wird.
Dadurch wird es möglich, die separierte Lage plan zu positionieren, um möglichst genaue Blattanzahlen pro Lage erreichen zu können.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem Portionieren die Blattanzahl einer Lage durch manuelles Zählen festgelegt und anhand dieser Lage Lagendicke und -gewicht bestimmt. Mittels dieser Parameter wird die Abstechhöhe an der Abstecheinrichtung eingestellt. Diese kann durch weitere Wiegevorgänge während der Abarbeitung des Materialstapels jeweils neu eingestellt und angepasst werden, wobei die letzte Lage eines Verarbeitungszyklus in Abhängigkeit von der geforderten Gesamtblattanzahl definiert abgestochen wird.
Erfindungsgemäß ist des Weiteren vorgesehen, dass sowohl bei den Vorsepariervorgängen als auch bei den Portionierungsvorgängen der in ihrer Blattanzahl definierten Lagen von einer Stapelseitenkante aus die Lagenecke vom Materialstapel abgehoben wird und dass anschließend die Separiervorrichtung beziehungsweise die Abstechvorrichtung zwischen die jeweiligen Materialstapel verfährt und die Lage weiter vom Materialstapel trennt.
Zur Schadensminimierung an den Blättern des Materialstapels bei den Portionierungsvorgängen trägt auch bei, wenn nach dem zumindest teilweisen Abheben der definierten Lage durch die Abstechvorrichtung in die gebildete Öffnung ein walzenförmiges Trennelement durch horizontales Ausschwenken eines seiner beiden Enden verfährt und die Lage weiter vom Materialstapel trennt, während gleichzeitig der Materialstapel gesteuert abgesenkt wird.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahrensschritt ist vorgesehen, dass zum vollständigen Abheben der Lage das Trennelement beidseitig in den Materialstapel verfährt, dass sich die Abstechvorrichtung in Ausgangslage zurückbewegt und dass die oberen Blätter des Materialstapels mittels eines Klemmelementes fixiert werden.
Des weiteren wird die Lage nach dem vollständigen Trennen vom Materialstapel mittels der Klemmeinrichtung fixiert und der weiteren Bearbeitung zugeführt.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt dabei in
Fig. 1
die Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Portionieren von Papierstapeln zur Übergabe in eine Rütteleinrichtung zum nachfolgenden Beschneiden in einer Schneidemaschine,
Fig. 2
einen vergrößerten Ausschnitt nach Fig. 1,
Fig. 3
eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht und
Fig. 4
einen vergrößerten Ausschnitt nach Fig. 2
Nach den Fig. 1 und 2 besteht die Vorrichtung zum automatischen Portionieren von Blattstapeln 1 aus der vertikal verfahrbaren Hubeinrichtung 2, die eine Plattform 3 aufweist, die mittels eines Antriebes 4 horizontal verfahrbar und auf der der Blattstapel 1 abgelegt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht des Weiteren aus der messerartigen Abstechvorrichtung 5, mit dem jeweils eine Lage 6 vom Papierstapel 1 angehoben wird. Zur Vermeidung von Beschädigungen der Blätter im Bereich des Einstechens des Messers der Abstechvorrichtung 5 ist eine Luftdüse 7 angeordnet, die von einer Stapelseitenkante aus Luft in den Abstechbereich der Lage 6 bläst und die Blätter in diesem Bereich leicht anhebt. Wenigstens das Messer der Abstechvorrichtung 5 ist horizontal und vertikal einstellbar ausgeführt.
Eine weitere Luftdüse 8 ist derart angeordnet, dass ihr Luftstrahl auf die Lagenoberseite gerichtet ist, um beim Einfahren des walzenförmigen Trennelementes 10 der Transporteinrichtung 9 zwischen die abzuhebende Lage 6 und den Materialstapel 1 das Umschlagen der Lage 6 zu verhindern.
Die über mindestens die gesamte Breite des Papierstapels 1 reichende Transporteinrichtung 9, die im wesentlichen aus dem walzenförmigen, um seine Längsachse drehbaren Trennelement 10 und einer über dem Trennelement 10 angeordneten, vertikal verfahrbaren Klemmeinrichtung 11 besteht, dient dem vollständigen Abheben der Lage 6 und dem Transport zur oder in die Rüttelvorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Das Trennelement 10 ist beidseitig kartanisch am Maschinenrahmen befestigt und weist Antriebe auf, die ein getrenntes Ausschwenken der beiden Enden des Trennelementes 10 ermöglichen. Dafür ist wenigstens an dem Ende, das zuerst in den Papierstapel 1 einschwenkt, ein teleskopartig ausgebildetes Längenausgleichselement angeordnet (in der Zeichnung ebenfalls nicht gezeigt).
Zur Positionierung des Papierstapels 1 in vorgegebene Position zur Abstechvorrichtung 5, zum Messen und Einstellen der Lagenhöhe und zur Bestimmung der Unterkante des walzenförmigen Trennelementes 10 der Transporteinrichtung 9 sind vier Sensoren 12, 13, 14, 15 angeordnet, die mit dem Drehgeber 16 der Hubeinrichtung 2 in Wirkverbindung stehen. Dieser bestimmt die Höhe der abzustechenden Lage 6.
Um zu verhindern, dass während des Transportierens der Lage 6 zur Übergabeeinheit Blätter des Materialstapels 1 mitgeführt oder verschoben werden, ist ein Klemmelement 17 angeordnet, das die oberen Blätter des Materialstapels 1 fixiert. Zwei Niederhalter 18 begrenzen die Hubhöhe der Plattform 3 und sichern den Papierstapel 1 in seiner Position auf der Plattform 3.
Zur weiteren Automatisierung der Arbeitsabläufe der Papierbe- und -verarbeitung ist vorgesehen, dass die Plattform 3 der Hubeinrichtung 2 als Rollenbahn oder Kettenförderer ausgebildet ist, so dass die Förderung des Materialstapels 1 zur und auf die Hubeinrichtung 2 bereits automatisch mittels weiterer Rollenbahnen oder Kettenförderer außerhalb der Vorrichtung erfolgen kann.
Die Vorrichtung kann direkt mit einer Rütteleinrichtung verbunden werden oder Teil einer Vorrichtung zum Aufbrechen und Belüften von Papierstapeln sein, wie sie beispielsweise in DE 10 2004 003 455.9 beschrieben wird. Diese Vorrichtung steht ebenfalls mit einer Rütteleinrichtung in Wirkverbindung.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch anderen Maschinen zum Be- und Verarbeiten von Materialstapeln beigeordnet werden.
Das Verfahren zum automatischen Portionieren von Papierstapeln wird erfindungsgemäß wie folgt durchgeführt:
In Vorbereitung des automatischen Portionierens ist es zur Einstellung der genauen Blattanzahl zunächst notwendig, dass manuell die Blattanzahl einer Lage gezählt und die Anzahl in der Steuereinheit gespeichert wird. Weitere einzugebende Messwerte sind Lagenhöhe, Anzahl der Bögen pro Lage und Lagenanzahl pro Bearbeitungszyklus.
Der auf der Plattform 3 der Hubeinrichtung 2 abgelegte Papierstapel 1 wird im Eilgang in eine Position verfahren, die von den Niederhaltern 18 begrenzt ist. Beim Erreichen dieser Position wird der Eilhub in einen Arbeitshub umgeschaltet, um die vorgegebene genaue Position anzufahren. Durch den Sensor 12 wird der Arbeitshub unterbrochen und die Plattform 3 horizontal verfahren, bis Sensor 13 die Stapelseitenkante erfasst hat. Es erfolgt nun ein Absenken des Papierstapels 1 soweit bis Sensor 14 die Stapeloberkante erfasst hat.
Anschließend wird der Papierstapel auf Abstechhöhe verfahren, die mittels Drehgeber 16 in Auswertung der anfangs eingegebenen Daten begrenzt wird. Um das Einfahren des Messers der messerartigen Abstechvorrichtung 5 zu erleichtern und um Materialbeschädigungen zu unterbinden, wird mittels der Luftdüse 7 Luft über die Stapelseitenkanten in den Abtrennbereich der Lage 6 eingeblasen und das Messer eingestochen. Das Messer führt dann eine vertikale Bewegung aus, so dass der Eckbereich der Lage 6 angehoben wird. Das Trennelement 10 wird mittels Antrieb in Drehbewegung versetzt und schwenkt horizontal durch Ausfahren des Längenausgleichelementes in den vom Messer gebildeten Spalt zwischen Lage 6 und Papierstapel 1 ein. Dabei verhindert die Luftdüse 8 durch ihren Luftstrom das Umschlagen der Lage 6.
Die andere Seite des Trennelementes 10 wird nun zum vollständigen Abheben der Lage 6 über ihre Breite eingefahren. Dabei löst Sensor 15 ein Signal aus, dass zum Absenken des Papierstapels 1 führt, damit die oberen Blätter des Papierstapels 1 nicht beschädigt werden. Auch die beiden Niederhalter 18 sind während dieser Vorgänge in Funktion.
Durch den entstehenden Keil zwischen aufgenommener Lage 6 und Papierstapeloberfläche wird das Klemmelement 18 eingebracht, dass den Papierstapel 1 klemmt und so verhindert, dass einzelne Blätter mit der Lage 6 mitgeführt werden oder sich auf dem Papierstapel 1 verschieben.
Nachdem die horizontal und vertikal einstellbare Abstechvorrichtung 5 wieder ihre Ausgangsposition eingenommen hat, wird die Lage 6 auf dem Trennelement 10 durch die verfahrbare Klemmeinrichtung 11 geklemmt und in Übergabeposition gezogen. Hier kann sie zur weiteren Bearbeitung an eine Greifzange übergeben werden, die die Lage 6 auf der Rütteleinrichtung ablegt. Die Niederhalter 18 werden nun außer Funktion gebracht.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine konstruktiv abgeänderte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Folgenden sollen nur die Unterschiede zur ersten Ausführungsform verdeutlicht werden.
Da es sich in der Praxis herausgestellt hat, dass die einzelnen Blätter eines Papierstapels 1 beispielsweise durch unterschiedlichen Farbauftrag, durch Prägungen oder Perforationen nicht genau plan übereinander liegen, können Probleme bei der genauen Berechnung beziehungsweise Bestimmung der abzustechenden Lagenhöhe oder bei der Zählung der Blätter einer Lage 6 auftreten. Dieses Problem wurde bisher dadurch umgangen, dass abstandsweise Keile in die Papierstapel 1 eingebracht werden, um so eine Planlage zu erreichen.
Erfindungsgemäß soll dieses Problem nun dadurch gelöst werden, dass eine automatische Vorseparierung des Materialstapels 1 vorgesehen ist. Dies geschieht durch die Anordnung einer Vorsepariereinheit, im Wesentlichen bestehend aus einem plattenartigen, horizontal verfahrbaren Auflageelement 19, dass mit einem walzenartigen, um seine Längsachse drehbaren Trennelement 20 gekoppelt ist. Die Trennung eines größeren, aber in seiner Höhe ebenfalls vorausberechneten Teilstapels vom Materialstapel 1 wird dadurch ausgeführt, dass das Trennelement 20, das über einen Motor angetrieben wird, in Rotation versetzt wird und die Vorsepariereinheit in durch einen Sensor 21 eingestellter Position über einen Eckbereich des Materialstapels 1 in diesen eingefahren wird. Gleichzeitig wird - angesteuert durch einen weiteren Sensor 22 - der Materialstapel 1 abgesenkt, um Beschädigungen der Blätter zu vermeiden.
Nach dem vollständigen Einfahren der Vorsepariereinheit in den Materialstapel 1 wird die Rotationsbewegung des Trennelementes 20 gestoppt und die Hubeinrichtung 2 verfährt gegen ein Klemmelement 23, wodurch der Teilstapel zwischen dem Klemmelement 23 und dem Auflageelement 19 plan fixiert wird.
Somit sind gute Voraussetzungen geschaffen, um möglichst genau Lagen 6 geringer Höhe von diesem Teilstapel abheben zu können.
Im Weiteren ist in den Fig. 3 und 4 eine Zähleinrichtung 24 gezeigt, die derart ausgebildet ist, dass durch vertikales Verfahren entlang eines Eckbereiches einer Lage 6 die genaue Anzahl der Blätter ermittelt werden kann.
Die Ermittlung der genauen Anzahl der Blätter einer Lage 6 kann auch beispielsweise mittels Kamera und elektronischer Auswertung der erfassten Blattanzahl erfolgen.
Die hier eingesetzte Abstechvorrichtung 25 ist plattenartig ausgebildet und weist ebenfalls ein walzenförmiges, um seine Längsachse drehbares Trennelement 26 auf, dass - wie bereits beschrieben - in vor eingestelltem Abstand in den Teilstapel verfährt und diesen zunächst in einem Eckbereich in durch Sensoren 27, 28 genau vorgegebener Position anhebt.
Die Zähleinrichtung 24 verfährt in Zählposition vor die abgehobene Lagenecke und zählt die Blätter. Die ermittelte Anzahl wird an die Steuereinheit übermittelt, dort gespeichert und die Gesamtblattzahl der abgehobenen Lagen ermittelt, bis ein vorgegebenes Limit erreicht oder überschritten ist.
Die exakte Blattzahl pro weiterzuverarbeitende Lagenhöhe (beispielsweise 1 000 Blatt) wird dadurch erreicht, dass ein weiterer Trennanschlag 29 angeordnet ist, der die vorgegebene Blattanzahl überschreitenden Blätter von der Lage 6 abtrennt, so dass diese wieder auf dem Materialstapel 1 abgelegt werden.
Nach dem Auszählen der Lage 6 wird in den Zwischenraum zwischen Teillage und abzuhebender Lage 6 das Trennelement 10 der Transporteinrichtung 9 - wie bereits zu den Fig. 1 und 2 erläutert - eingefahren, die Lage 6 insgesamt abgehoben, geklemmt und der Weiterverarbeitung zugeführt.
Bezugszeichenliste
1
Materialstapel, Papierstapel
2
Hubeinrichtung
3
Plattform
4
Antrieb
5
messerartige Abstechvorrichtung
6
Lage
7
Luftdüse
8
Luftdüse
9
Transporteinrichtung
10
walzenförmiges Trennelement
11
Klemmeinrichtung
12
Sensor
13
Sensor
14
Sensor
15
Sensor
16
Drehgeber, Messeinrichtung
17
Klemmelement
18
Niederhalter
19
Auflageelement der Vorsepariereinheit
20
Trennelement der Vorsepariereinheit
21
Sensor
22
Sensor
23
Klemmelement
24
Zähleinrichtung
25
Abstechvorrichtung
26
Trennelement der Abstechvorrichtung
27
Sensor
28
Sensor
29
Trennanschlag

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum automatischen Portionieren von blattartigen Materialstapeln, insbesondere von Papierstapeln zum Abheben einzelner Lagen und zur automatischen Übergabe in eine Rütteleinheit, im Wesentlichen bestehend aus einer verfahrbaren Hubeinrichtung, auf deren Plattform der zu verarbeitende Materialstapel abgelegt ist, einer Abstechvorrichtung zum Anheben jeweils einer Lage des Materialstapels und einer Transporteinrichtung zur Übergabe der Lage zur Weiterbearbeitung, dadurch gekennzeichnet, dass elektronische und/oder mechanische Mess- und/oder Zähleinrichtungen (16, 24) und Positionierelemente (12 bis 15, 27, 28) zum Einstellen der vom Materialstapel (1) abzuhebenden Blattanzahl pro Lage (6) angeordnet sind und dass die Transporteinrichtung (9) aus einem wenigstens einseitig horizontal verfahrbaren walzenförmigen Trennelement (10) besteht, das mit einer vertikal verfahrbaren Klemmeinrichtung (11) verbunden ist, zwischen denen die abgehobene Lage (6) fixiert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorik (12 bis 15, 27, 28) zur Bestimmung und Einstellung der Position des Materialstapels (1) zu einer Abstechvorrichtung (5, 25) und der Höhe der abzustechenden Lage (6) angeordnet ist, die mit der Mess- und/oder Zähleinrichtung (16, 24), die die einzustellende Lagenhöhe festlegt und/oder diese durch Zählen der einzelnen Blätter der abzuhebenden Lage (6) bestimmt, zusammenwirkt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und/oder Zähleinrichtung (16, 24) derart ausgebildet ist, dass die Abstechhöhe der abzustechenden Lage (6) durch die Parameter Gewicht und Dicke eines Blattes bestimmt und berechnet wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und/oder Zähleinrichtung (16, 24) derart ausgebildet ist, dass jedes Blatt der jeweiligen abzustechenden Lage (6) automatisch gezählt und die Blätter, die eine vorgegebene Gesamtzahl pro abzustechender Lagen (6) überschreiten auf den Materialstapel (1) wieder abgelegt werden.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorsepariereinheit angeordnet ist, die aus einem tischartigen, horizontal verfahrbaren Auflageelement (19) besteht, an dem ein walzenförmiges, um seine Längsachse drehbares Trennelement (20) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Klemmelemente (11, 17, 18, 23) zur Halterung des Materialstapels (1) und/oder der Lagen (6) angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstechvorrichtung (5) messerartig ausgebildet und derart angeordnet ist, dass sie von einer Stapelseitenkante aus in vorausberechneter Abstechhöhe in den Materialstapel (1) einfährt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstechvorrichtung (25) plattenartig ausgebildet ist und ebenfalls ein walzenförmiges, um die Längsachse drehbares Trennelement (26) aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das drehbar angeordnete walzenförmige Trennelement (10) der Transporteinrichtung (9) mindestens über die Gesamtbreite des Materialstapels (1) erstreckt, dass es zwei weitere Antriebe aufweist, die mit jeweils einem Ende des Trennelementes (10) verbunden sind und die Antriebe derart gesteuert werden, dass zunächst ein Ende des Trennelementes (10) in den dadurch gebildeten Zwischenraum einschwenkt und danach das andere Ende zwischen Lage (6) und Materialstapel (1) verfährt und das Trennelement (10) wieder eine parallele Stellung zur Stapelbreite einnimmt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (11) der Transporteinrichtung (9) im Bereich oberhalb des Trennelementes (10) angeordnet und so ausgebildet ist, dass die abgehobene Lage (6) auf dem Trennelement (10) fixiert wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (10) und die Klemmeinrichtung (11) die Lage (6) automatisch zur Weiterbearbeitungseinrichtung befördern.
  12. Verfahren zum automatischen Portionieren von blattartigen Materialstapeln, insbesondere von Papierstapeln zum Abheben einzelner Lagen und zur automatischen Übergabe in eine Rütteleinheit, bei dem der Materialstapel von einer verfahrbaren Hubeinrichtung in eine Position verfahren wird, in der die Übergabe einer Lage des Materialstapels in eine Transporteinrichtung zur weiteren Bearbeitung der Lage erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattanzahl jeder abzuhebenden Lage (6) mittels elektronischer und/oder mechanischer Mess- und/oder Zähleinrichtungen (16, 24) und Positionierelementen (12 bis 15, 27, 28) ausgezählt oder berechnet und die Lagenhöhe und -position eingestellt wird, dass die Lage (6) von einer Abstechvorrichtung (5, 25) vom Materialstapel (1) teilweise angehoben und von der Transporteinrichtung (9) dadurch übernommen wird, dass diese zwischen die angehobene Lage (6) und den Materialstapel (1) verfährt, die Lage (6) klemmt und der Weiterbearbeitung zuführt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahren des zu portionierenden Materialstapels (1) in vorgegebene Arbeitsstellung zunächst eine Vorseparierung einer bestimmten Lagenhöhe erfolgt und dass danach die genau abgezählte Blattanzahl von der separierten Lagenhöhe zur weiteren Bearbeitung abgehoben wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Portionieren die Blattanzahl einer Lage (6) durch manuelles Zählen festgelegt wird, dass anhand dieser Lage (6) Lagendicke und -gewicht bestimmt werden, dass anhand dieser Parameter die Abstechhöhe der Abstecheinrichtung (5, 25) eingestellt wird, dass durch weitere Wiegevorgänge während der Abarbeitung des Materialstapels (1) die jeweilige Abstechhöhe verändert und/oder angepasst werden kann und dass die letzte Lage (6) des Materialstapels (1) eines Verarbeitungszyklus in Abhängigkeit von der geforderten Gesamtblattanzahl definiert abgestochen wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 12 und wenigstens einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl bei den Vorsepariervorgängen als auch bei den Portionierungsvorgängen der in ihrer Blattanzahl definierten Lagen (6) von einer Stapelseitenkante aus die Lagenecke vom Materialstapel (1) abgehoben wird und dass anschließend die Separiervorrichtung beziehungsweise die Abstechvorrichtung (5, 25) zwischen die jeweiligen Materialstapel (1, 6) verfährt und die Lage (6) weiter vom Materialstapel (1) trennt.
  16. Verfahren nach Anspruch 12 und wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zumindest teilweisen Abheben der definierten Lage (6) durch die Abstechvorrichtung (5, 25) in die gebildete Öffnung ein walzenförmiges Trennelement (10) durch horizontales Ausschwenken eines Endbereiches verfährt und die Lage (6) weiter vom Materialstapel (1) trennt, während gleichzeitig der Materialstapel (1) abgesenkt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 12 und wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zum vollständigen Abheben der Lage (6) das Trennelement (10) beidseitig in den Materialstapel (1) verfährt, dass sich die Abstechvorrichtung (5, 25) in Ausgangslage zurückbewegt und dass die oberen Blätter des Materialstapels (1) mittels eines Klemmelementes (18) fixiert werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 12 und wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (6) nach dem vollständigen Trennen vom Materialstapel (1) mittels der Klemmeinrichtung (11) fixiert und der weiteren Bearbeitung zugeführt wird.
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