EP2129606A1

EP2129606A1 - Vorrichtung zum bearbeiten von flächigen erzeugnissen und verfahren zum betrieb einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: EP2129606A1
Application number: EP07845618A
Authority: EP
Inventors: Werner Honegger
Original assignee: Ferag AG
Current assignee: Ferag AG
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2009-12-09
Also published as: US20100101916A1; CA2681276A1; WO2008116326A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von flächigen Erzeugnissen (30), insbesondere Druckereiprodukten, und ein entsprechendes Betriebsverfahren. Die Vorrichtung umfasst wenigstens einen Hebel (10), der ein Bearbeitungselement (20) trägt und durch ein Antriebsorgan (1) entlang einer in einer Bewegungsebene (E) liegenden, geschlossenen Bewegungsbahn (B) bewegbar ist. Der Hebel (10) ist derart gesteuert um eine senkrecht zur Bewegungsebene (E) verlaufende erste Schwenkachse (S1) schwenkbar, dass er in einem ersten Teilbereich (B1) der Bewegungsbahn (B) mit Bezug auf diese nach aussen und in einem zweiten Teilbereich (B2) der Bewegungsbahn (B) Bezug auf diese nach innen orientiert ist, um ein Auskragen der Hebel (10) zu verhindern und eine räumlich kompakte Vorrichtung zu realisieren. Dadurch, dass der Hebel (10) zumindest im zweiten Teilbereich (B2) der Bewegungsbahn (B) relativ zur Bewegungsebene (E) geneigt ist, wird trotz der kompakten Form die Verwendung verhältnismässig langer Hebel (10) ermöglicht, ohne dass diese sich bei der Bewegung entlang der Bewegungsbahn mechanisch behindern. Die Vorrichtung dient insbesondere zum Öffnen von gefalzten Druckereiprodukten; ein Einsatz für andere Zwecke ist ebenso möglich.

Description

VORRICHTUNG ZUM BEARBEITEN VON FLÄCHIGEN

ERZEUGNISSEN UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER

SOLCHEN VORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von flächigen Erzeugnissen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung gemäss Anspruch 14. Die Erfindung ist insbesondere zum Bearbeiten von Druckereiprodukten einsetzbar, z.B. zum Öffnen gefalteter Druckereiprodukte oder zum Beschriften, Etikettieren, Aufbringen von Klebstoff, Ankleben von Beiprodukten, Ergreifen, Ansaugen einzelner Produkte oder zum Verschweissen einer kontinuierlichen Materialbahn.

Vorrichtungen zum Bearbeiten von flächigen Erzeugnissen, bei denen wenigstens ein über einen Hebel mit einem Antriebsorgan gekoppeltes Bearbeitungselement entlang einer in einer Bewegungsebene liegenden, geschlossenen Bewegungsbahn bewegbar ist, sind aus einer Vielzahl von Publikationen bekannt. Beispielsweise offenbart die CH 632719 eine Einrichtung zum Öffnen von mehrblättrigen Papiererzeugnissen, bei der Öffnungselemente über radial nach aussen gerichtete, schwenkbare Hebel an radial gerichteten Fortsätzen eines Rads angelenkt sind. Die Fortsätze und damit die Hebel mit den Bearbeitungselementen greifen zahnradartig in Abteile eines Zellenrades ein, in dem sich die Erzeugnisse befinden. Sie liegen dabei auf dem äusseren Produkteteil auf und drücken diesen gegen die Abteilwand. Durch das Drehen der Räder erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem Bearbeitungselement und der Abteilwand und damit zwischen den einzelnen Blättern des Erzeugnisses, was zu einem Stauchen und Aufbiegen eines Teils des Druckereiprodukts fuhrt. Die Hebel sind relativ zum Rad innerhalb eines kleinen Winkelbereichs um eine parallel zur Drehachse des Rads verlaufende Schwenkachse verschwenkbar. Bei dieser Vorrichtung ist allerdings nur ein Einfahren der Bearbeitungselemente in den vorderen Bereich der Abteile möglich, so dass mit dieser Vorrichtung nur die von der Drehachse des Zellenrades abgewandte, nach aussen weisende Produktkante für eine Bearbeitung zugänglich ist. Kürzere Formate können gar nicht bearbeitet werden.

Ganz ähnlich ist die Bearbeitungsvorrichtung gemäss EP-A 0 540 865 aufgebaut, die zum Ankleben von Beilagen an Druckereiprodukte dient. Auch hier weisen die

Hebel mit Bezug auf ein Antriebsrad stets radial nach aussen. Sie können jedoch in radialer Richtung durch Verschwenken unterschiedlich weit ausgefahren werden, um auf gefalzte Produkte zuzugreifen, die auf radial angeordneten Sattem eines

Förderrads aufliegen. Auch hierbei kann nur auf diejenigen Produktbereiche zugegriffen werden, die in der Nähe des Sattelrückens liegen.

Die Bearbeitungsvorrichtung gemäss EP-A 1 275 607 dient ebenfalls zum Ankleben von Beilagen an Druckereiprodukte und ist ähnlich wie die oben beschriebenen Vorrichtungen aufgebaut. Hierbei sind die Bearbeitungselemente selbst schwenkbar an dem schwenkbaren Hebel angebracht. Ihre Schwenkposition ist so gesteuert, dass die Bearbeitungselemente im Bearbeitungsbereich trotz einer gekrümmten Umlaufbahn stets senkrecht mit Bezug auf die zu beklebenden Produkte orientiert sind, d.h. parallel zur Produktausrichtung zwischen jeweils zwei Produkte eintauchen. Im rückwärtigen Bereich der Umlaufbahn werden die Bearbeitungselemente bei gleichbleibend radialer Orientierung der Hebel in eine tangential zur Umlaufbahn orientierte Lage verschwenkt, um die Beilagen von einer Vorratsrolle abziehen zu können. Weitere Vorrichtungen, die prinzipiell ähnlich funktionieren, sind aus der EP-A 0 570 339, der EP-A 1 112 861 und der EP-A 0 606 550 bekannt.

Eine zum Schweissen einer Materialbahn dienende Bearbeitungsvorrichtung mit zwei ähnlich zu den oben beschriebenen Vorrichtungen aufgebauten kooperierenden Teilvorrichtungen ist aus der WO-A 00/35757 bekannt. Die Teilvorrichtungen umfassen jeweils ein Bearbeitungselement, das über einen kurzen schwenkbaren Hebel an einer um eine Drehachse drehbaren Speiche angebracht ist. Der Hebel ist so gesteuert, dass seine Orientierung im Raum stets gleich bleibt, nämlich senkrecht zur zu bearbeitenden Materialbahn. Hierdurch wird ein senkrechtes Einwirken im Bearbeitungsbereich ermöglicht. Die Gesamtlänge des Hebels einschliesslich des Bearbeitungselements ist deutlich kleiner als die Länge der Speiche.

Bei allen beschriebenen Vorrichtungen ist die erzielbare Bearbeitungslage des Bearbeitungselements relativ zum zu bearbeitenden Produkt, d.h. der maximal mögliche Abstand des Bearbeitungselements von der der Vorrichtung zugewandten Vorderkante des Produkts, davon abhängig, welcher Teil der Umlaufbahn der Bearbeitungselemente für die Produkte ohne mechanische Behinderung zugänglich ist und welchen Hub relativ zu den Produkten die Bearbeitungselemente in diesem frei zugänglichen Teil der Bewegungsbahn ausfuhren.

Bei den dargestellten Vorrichtungen ist der Hub bzw. die mögliche Bearbeitungslage durch die Länge des Hebels vorgegeben. Diese ist im Verhältnis zum Radius des

Antriebsorgans klein und kann aus verschiedenen Gründen auch nicht beliebig vergrössert werden: Bei denjenigen Vorrichtungen, bei denen der Hebel stets nach aussen ragt, hat die gesamte Vorrichtung bei Verlängerung des Hebels einen stark vergrösserten Platzbedarf, was häufig unerwünscht ist Ein Abklappen des Hebels in tangentialer Richtung, wie z.B. bei EP-A 0 606 550 oder EP-A 0 570 339, ist nur - A -

dann ohne räumliche Behinderung benachbarter Hebel möglich, wenn die Abstände der Schwenkachsen der Hebel entlang ihrer Bewegungsbahn grösser als die Hebellängen sind. Aus dem gleichen Grund ist es nur bei verhältnismässig kurzen Hebeln möglich, ihre Orientierung im Raum wie bei der WO-A 00/35757 annähernd konstant zu lassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bearbeiten von flächigen Produkten anzugeben, die trotz eines geringen Platzbedarfs einen verhältnismässig grossen Hub und damit eine vorgegebene Bearbeitungstiefe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung gemäss Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.

Die erfmdungsgemässe Vorrichtung umfasst wenigstens einem Hebel, der ein Bearbeitungselement trägt und durch ein Antriebsorgan entlang einer in einer

Bewegungsebene liegenden, geschlossenen Bewegungsbahn bewegbar ist. Der Hebel ist gesteuert um eine senkrecht zur Bewegungsebene verlaufende erste

Schwenkachse schwenkbar. Ein Hebel ist eine mechanische Verbindung zwischen dem Bearbeitungselement und dem Antriebsorgan, durch die ein bestimmter, in der Regel (aber nicht notwendig) konstanter Abstand des Bearbeitungselements zur

Schwenkachse hergestellt wird. Der Hebel kann auch integraler Bestandteil des

Bearbeitungselements sein. Als Bewegungsbahn kann die Bahn der ersten

Schwenkachse des Hebels angesehen werden. Wie bei der WO-A 00/35757 ist der

Hebel in einem ersten Teilbereich der Bewegungsbahn mit Bezug auf diese nach aussen und in einem zweiten Teilbereich der Bewegungsbahn Bezug auf diese nach innen orientiert. Dies bedeutet, dass der zum Bearbeitungselement fuhrende Hebelarm im ersten Teilbereich ausserhalb und im zweiten Teilbereich ganz oder bei sehr langen Hebeln auch nur teilweise innerhalb des von der Bewegungsbahn umschlossenen Bereichs angeordnet ist. Erfindungsgemäss ist der wenigstens eine Hebel zumindest im zweiten Teilbereich der Bewegungsbahn relativ zur Bewegungsebene geneigt. Die Hebel sind also so befestigt, dass ihr Hebelarm oder zumindest ein Teil davon einen von Null verschiedenen Winkel zur Bewegungsebene einnimmt. Die Hebel können gerade, aber z.B. auch gekröpft, abgeknickt oder gebogen sein. In einem weiter von der ersten Schwenkachse entfernten Bereich kann der Hebel auch wieder parallel zur Bewegungsebene verlaufen.

Die Erfindung ermöglicht die Verwendung von Hebeln, die im Vergleich zum kleinsten Krümmungsradius der Bahn oder - bei mehreren Hebeln - zum gegenseitigen Abstand lang sind. Bei mehreren Hebeln wird durch die Neigung relativ zur Bewegungsebene eine mechanische Behinderung der Hebel bzw. Bearbeitungselemente untereinander ausgeschlossen. Bei nur einem Hebel wird vorteilhaft verhindert, dass dieser am Antriebsorgan schleift. Im Normalfall sind die Hebel um die erste Schwenkachse frei, d.h. um 360°, drehbar, um während eines Umlaufs entlang der Bewegungsbahn die beschriebene Änderung der Orientierung mit Bezug auf die Bewegungsbahn durchzuführen. Bei mehreren Hebeln ist dank der Neigung eine synchrone Drehung um die erste Schwenkachse ohne gegenseitige mechanische Behinderung möglich.

Im ersten Teilbereich der Bewegungsbahn sind die Hebel und damit die Bearbeitungselemente mit Bezug auf die Bewegungsbahn nach aussen orientiert. Dieser Teilbereich oder Abschnitte davon können als Bearbeitungsbereich zur Bearbeitung von Produkten genutzt werden, die an der Vorrichtung vorbeigefördert werden, bevorzugt mit etwa derselben Fördergeschwindigkeit und Förderrichtung wie die (momentane) Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der Bearbeitungselemente. Der zweite Teilbereich der Bewegungsbahn dient zur platzsparenden Rückführung der Bearbeitungselemente in den Bearbeitungsbereich.

Durch die Erfindung gelingt es, die Hebellänge frei zu wählen, so dass der gesamte Hub, der theoretisch aufgrund der Abstandsänderung der Bewegungsbahn relativ zu den zu bearbeitenden Produkten möglich wäre, auch praktisch ausgenutzt werden kann. Die räumliche Ausdehnung der Vorrichtung in einer Aufsicht auf die

Bewegungsebene entspricht im zweiten Teilbereich der Bewegungsbahn im wesentlichen nur derjenigen Fläche, die von der Bewegungsbahn eingeschlossen ist. Im ersten Teilbereich ragen die Hebel und Bearbeitungselemente natürlich über diese

Fläche hinaus, um die gewünschte Bearbeitung durchzuführen.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst das Antriebsorgan einen um eine Drehachse drehbaren starren Körper, vorzugsweise ein Rad oder wenigstens eine Speiche. Mit diesem ist der wenigstens eine Hebel in konstantem Abstand von der Drehachse schwenkbar, bevorzugt um 360° drehbar, verbunden, insbesondere im von der Drehachse abgewandten äusseren Randbereich des Körpers. Die Bewegungsbahn der ersten Schwenkachsen ist daher ein Kreis. Ändert sich die Orientierung der Hebel im Raum nicht, beschreiben die Bearbeitungselemente ebenfalls eine Kreisbahn mit gleichem Radius. Wenn die Hebellänge diesem Radius entspricht oder grösser ist, sind die Bearbeitungselemente zumindest über die Hälfte der Bewegungsbahn frei zugänglich und fuhren dabei einen Hub aus, der dem Radius und bei völliger Freistellung maximal dem Durchmesser der Bewegungsbahn entspricht. Dies ist eine deutliche Verbesserung zu den bekannten Vorrichtungen mit an einem Rad oder Speichen angelenkten Hebeln, bei denen nur ein Hub in der Grössenordnung der im Vergleich zum Radius deutlich kleineren Hebellänge erzielbar ist. Die Erfindung ist mit Vorteil auch bei anderen Antriebsarten einsetzbar, insbesondere im Zusammenhang mit einem schienengefuhrten Fördersystem. Die Bearbeitungselemente sind hierbei beispielsweise über die Hebel mit Transportmitteln gekoppelt, die einzeln oder im Verbund durch Kopplung mit einem geeigneten Antriebsorgan entlang von Führungsschienen oder auf andere Weise entlang einer definierten Bewegungsbahn bewegbar sind. Indem die Hebel relativ zur Bewegungsebene geneigt sind, können sie auch hier verhältnismässig lang ausgeführt werden und dennoch ohne gegenseitige mechanische Behinderung relativ zum Transportmittel verschwenkt bzw. verdreht werden. Es kann somit im Bearbeitungsbereich ein grosser Hub der Bearbeitungselemente realisiert werden, während sich die Hebel ansonsten innerhalb desjenigen Bereichs befinden, der durch die Bewegungsbahn eingegrenzt ist.

Die erfindungsgemasse^ Vorrichtung wird besonders bevorzugt zum Öffnen von gefalzten Druckereiprodukten eingesetzt. Zum Öffnen ist es häufig erwünscht, dass das Öffhungselement tief in die Maschine, z.B. in Taschen oder Förderabteile für das gefalzte Produkt, eingreift, beispielsweise um auch kleinere Formate bearbeiten zu können. Das Bearbeitungselement ist dazu bevorzugt ein Öffhungsschwert.

Andere Bearbeitungselemente sind beispielsweise Greif- oder Saugorgane zum Transportieren eines Beiprodukts, das zum Druckereiprodukt hinzuzufügen ist, z.B. durch Einlegen und/oder Ankleben. Das Bearbeitungselement kann auch ein Schweisselement zum Verschweissen einer Schutzfolie oder eine Spritzdüse umfassen, die beispielsweise zum Auftragen von Tinte oder Leim dienen kann. Die Vorrichtung ist auch zum blossen Fördern eines flächigen Erzeugnisses mit einem Greifer oder Sauger ohne eine zusätzliche Bearbeitung einsetzbar. Zusätzlich zur Verschwenkbarkeit um die erste Schwenkachse können die Hebel um eine weitere zweite Schwenkachse verschwenkbar sein, die in der oder parallel zur Bewegungsebene liegt. Im ersten Teilbereich der Bewegungsbahn bzw. im Bearbeitungsbereich kann hierdurch zusätzlich eine Bewegung des Bearbeitungselements senkrecht zur Bewegungsebene erreicht werden, beispielsweise um durch Hineinschwenken des Hebels in die Bewegungsebene von der Seite in ein Produkt einzustechen. Im zweiten Teilbereich werden die Hebel wieder aus der Bewegungsebene herausgeschwenkt, um sie ohne gegenseitige mechanische Behinderung entlang der Bewegungsbahn bewegen zu können.

Die Hebel mit den Bearbeitungselementen können auch beidseitig an zwei Rädern oder sonstigen Tragorganen gelagert sein. Hierdurch wird erreicht, dass die Bearbeitungselemente eine gewisse Ausdehnung senkrecht zur Bewegungsebene haben können und dennoch stabil gelagert und abgestützt sind. Die Bearbeitungselemente können beispielsweise senkrecht zur Bewegungsebene orientierte Tragbalken umfassen.

Die Orientierung der Hebel relativ zur Bewegungsbahn und gegebenenfalls die Schwenkposition relativ zur Bewegungsebene wird bevorzugt mit jeweils einer Steuerkulisse gesteuert, die mit den Hebeln, z.B. daran angeordneten Laufrollen, zusammenwirkt. Die Steuerkulisse kann jeweils über die gesamte Bewegungsbahn oder nur in Abschnitten davon auf die Hebel einwirken. Die gewünschte Orientierung und/oder Schwenkposition kann z.B. in nicht gesteuerten Abschnitten der Bewegungsbahn schwerkraftunterstützt und/oder aufgrund einer Vorspannung mit Federn eingenommen werden.

Beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen rein schematisch: Fig. 1 und 2 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Rad als Antrieb in Ansicht auf die Bewegungsebene und im Schnitt senkrecht zur Bewegungsebene;

Fig. 3 eine Prinzipskizze einer weiteren erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem umlaufenden Förderorgan als Antrieb in Ansicht auf die

Bewegungsebene;

Fig. 4 das Eintauchen eines Bearbeitungselements in ein geöffnetes

Druckereiprodukt.

Fig. 5 und 6 einer erfindungsgemässe Öffnungsvorrichtung mit einem Rad als Antrieb in Ansicht auf die Bewegungsebene und im Schnitt senkrecht zur Bewegungsebene;

Fig. 7 eine Detailansicht eines Öfmungselements;

Fig. 8 und 9 Detailansichten eines um zwei Achsen schwenkbaren Hebels einer weiteren erfindungsgemässen Öffhungsvorrichtung.

Das Prinzip der Erfindung ist in den Figuren 1 bis 3 skizziert. Mit Bearbeitungselementen 20 verbundene Hebel 10 werden entlang einer geschlossenen Bewegungsbahn B bewegt. Die Hebel 10 sind dabei um erste Schwenkachsen Sl schwenkbar bzw. sogar um 360° drehbar mit einem Antriebsorgan 1 gekoppelt. Dieses ist bei Fig. 1 und 2 durch einen starren Körper in Form eines Rads 2 gebildet, mit dem die Hebel in einem Abstand R um die Schwenkachse Sl schwenkbar verbunden sind. Das Rad 2 ist mit einem hier nicht gezeigten Motor um eine Drehachse D drehbar. Bei Fig. 3 ist das Antriebsorgan 1 ein Förderorgan 2', z.B. eine Kette oder ein Band, das z.B. entlang von hier nur schematisch angedeuteten Führungsschienen 3 verläuft, über zwei Umlenkrollen umgelenkt wird und ebenfalls mit einem hier nicht gezeigten Motor bewegt wird. Bei beiden Varianten sind jeweils eine Mehrzahl von Hebeln 10 vorhanden, deren erste Schwenkachsen Sl untereinander einen konstanten Abstand a aurweisen. Es ist jedoch auch möglich, nur einen Hebel 10 zu verwenden.

Mit durchgezogenen Linien sind in Fig. 1 die Hebel zu einem Zeitpunkt und gestrichelt zu einem weiteren Zeitpunkt gezeigt. Fig. 3 zeigt nur eine Momentaufnahme.

Als Bewegungsbahn B des Hebels kann die Bewegungsbahn der ersten Schwenkachse Sl angesehen werden. Sie ist in Fig. 1 kreisförmig mit einem Radius R. In Fig. 3 umfasst die Bewegungsbahn B zwei gerade und zwei halbkreisförmige Abschnitte, letztere ebenfalls mit einem Radius R. Die Bewegungsbahn B' des Bearbeitungselements 20 ist versetzt dazu. Wenn die Orientierung der Hebel 10 im Raum beim Bewegen entlang der Bewegungsbahn B wie bei Fig. 3 gleich bleibt, hat die Bewegungsbahn B' des Bearbeitungselements 20 im wesentlichen die gleiche Form wie die Bewegungsbahn B des Hebels 10. Falls sich die Orientierung im Raum wie bei Fig. 1 leicht ändert, ist auch die Bewegungsbahn B' des Bearbeitungselements 20 gegenüber der des Hebels 10 verformt.

Die Bewegungsbahn B des Hebels 10 liegt in einer Bewegungsebene E, die hier mit der Zeichnungsebene übereinstimmt und bevorzugt vertikal orientiert ist. Erfindungsgemäss sind die Hebel 10 wie in Fig. 2 gezeigt aus dieser Ebene E geneigt und weisen beispielsweise einen Winkel α von 10 bis 80°, bevorzugt 20 bis 60°, dazu auf. Das Bearbeitungselement 20 kann ebenfalls diese Neigung haben oder relativ zum Hebel 10 abgekröpft sein (in Fig. 2 gestrichelt dargestellt). Die Orientierung der Hebel 10 relativ zu ihrer Bewegungsbahn B ist mittels einer Kulissensteuerung steuerbar. Diese besteht hier aus zwei Steuerkulissen 4, 6. Wie in Fig. 5 und 6 näher gezeigt ist, wirken die Steuerkulissen 4, 6 mit jeweils einem Steuerelement 12, 14, hier in Form einer Laufrolle, zusammen. Diese sind über jeweils einen Schenkel 16, 18 mit dem Hebel 10 verbunden. Die Steuerkulissen 4, 6 verlaufen entlang der gesamten Bewegungsbahn B, es ist jedoch auch möglich, dass die Orientierung der Hebel 10 nur über einen Teil der Bewegungsbahn B gesteuert ist.

In der Nähe der Bewegungsbahn B, hier unterhalb derselben, befindet sich eine Fördereinrichtung 40 für hier nicht dargestellte Produkte 30 (siehe Fig. 4). Ihre

Förderrichtung F verläuft vorliegend in horizontaler Richtung tangential bzw. parallel zum unteren Teil der Bewegungsbahn B in Fig. 1 und 3. Die

Fördereinrichtung 40 umfasst hier eine Mehrzahl von Stützflächen 42, die z.B.

Bestandteil einer Fördertasche oder eines Sattels sind. Eine Fördertasche mit einem darin angeordneten gefalzten und bereits geöffneten Produkt 30 ist in Fig. 4 dargestellt.

Die Stützflächen 42 sind hier nur beispielhaft in einer Lage gezeigt, in der sie im wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung F orientiert sind. Tatsächlich kann ihre Orientierung im Raum und relativ zu den Hebeln 10 nach den konkreten, für die Bearbeitung optimalen Anforderungen gewählt werden. Beispielsweise können die Stützflächen 42 im Bearbeitungsbereich parallel oder in einem vorbestimmten Winkel zu den Hebeln 10 orientiert sein, wobei die relative Lage so gewählt ist, dass das Bearbeitungselement optimal auf das Produkt 30 einwirken kann. Die Fördereinrichtung 40 kann beispielsweise auch ein Bandförderer sein, auf dem die Produkte liegen, oder sie kann die Produkte entlang einer gekrümmten Bahn bewegen, z.B. als Transportrad ausgebildet sein. Der Bereich, in dem sich die Bearbeitungselemente 20 und die Fördereinrichtung einander so weit genähert haben, dass eine Bearbeitung der Produkte stattfinden kann, wird als Bearbeitungsbereich 50 bezeichnet. Die Fördereinrichtung 40 bewegt die Produkte 30 bevorzugt mit etwa derselben Geschwindigkeit durch den Bearbeitungsbereich 50 wie die Bearbeitungselemente 20.

Erfindungsgemäss wird die Schwenkposition der Hebel 10 relativ 2x1 ihrer Bewegungsbahn B so gesteuert, dass die Hebel 10 in einem ersten Teilbereich Bl der Bewegungsbahn B relativ zu dieser nach aussen und in einem zweiten Teilbereich B2 der Bewegungsbahn B relativ zu dieser nach innen orientiert sind, z.B. in Fig. 1 von der Drehachse D weg bzw. zur Drehachse D hin. Der Bearbeitungsbereich 50 befindet sich hier im ersten Teilbereich Bl.

In Fig. 1 variiert die absolute Lage der Hebel 10 im Raum um +/- 45° mit Bezug auf die Vertikale. In Fig. 3 ist sie konstant vertikal, ebenso in Fig. 6. Da das Antriebsorgan 1 kontinuierlich umlaufend bewegt wird, sind die Hebel 10 in Bezug auf ihre Lagerstellen am Antriebsorgan 1 (d.h. im Bereich ihrer Schwenkachsen Sl) frei drehbar.

Durch die beschriebene Steuerung der Schwenkposition wird erreicht, dass die Hebel 10 zwar im Bearbeitungsbereich 50 zu den Produkten 30 weisen, jedoch während ihrer Rückführung durch den zweiten Teilbereich B2 nicht nach aussen abstehen, sondern platzsparend durch Überstreichen der von der Bewegungsbahn B eingeschlossenen Fläche zurückgeführt werden. Die Neigung der Hebel 10 relativ zur Bewegungsebene E ermöglicht, dass die Hebel 10 dennoch relativ lang sein können. Relativ lang heisst hier, dass die zwischen der ersten Schwenkachse Sl und dem Bearbeitungselement 20 gemessene Hebellänge L grösser sein kann als der Abstand a der Hebel 10 bzw. der ersten Schwenkachsen Sl voneinander. Dadurch gelingt es, die Bewegungsbahn B' der Bearbeitungselemente 20 zumindest bereichsweise, je nach Hebellänge L sogar ganz zugänglich zu machen.

In der Projektion auf die Bewegungsebene E bedeutet dies, dass die Bewegungsbahn B' zumindest bereichsweise ausserhalb desjenigen Bereichs liegt, der von den übrigen Komponenten der Vorrichtung, z.B. dem Rad 2, dem Förderorgan 2', den Führungsschienen 3 und den Steuerkulissen 4, 6 eingenommen wird. Sie verläuft in einem maximalen Abstand H zu diesen Komponenten. Im Idealfall kann dieser Maximalabstand als vom Bearbeitungselement 20 ausgeführter Hub ausgenutzt werden.

Die Obergrenze für den Hub des Bearbeitungselements 20 ist durch den Abstand zwischen dem oberen und unteren Teil der Bewegungsbahn B gegeben, hier also 2R. Dieser maximale Hub kann ausgenutzt werden, wenn die Länge L der Hebel 10 grösser oder gleich 2R ist. Die Erfindung ermöglicht die Verwendung solch langer Hebel 10, ohne dass der Platzbedarf der Vorrichtung ausserhalb des Bearbeitungsbereichs 50 vergrössert wird.

Wie Fig. 1 zeigt, kann der notwendige Hub in einem in Förderrichtung F gesehen verhältnismässig kleinen Raumbereich erzeugt werden, dessen Breite etwa der Breite des Rads 2 entspricht. Falls eine längere Bearbeitungsdauer erwünscht ist, wird bevorzugt eine Konstruktion wie in Fig. 3 verwendet.

Fig. 4 zeigt, wie ein Bearbeitungselement 20 tief in eine aus zwei winklig zueinander angeordneten Stützwänden 42, 42' gebildete Tasche eingreift, um ein gefalztes und bereits geöffnetes Produkt 30 zu bearbeiten. Es gelingt eine Bearbeitung in einem Abstand d von der Vorderkante 31 des Produkts 30, der grösser ist als die bisher erzielbaren Abstände. Die für die Bearbeitung optimale Eintauchtiefe kann realisiert werden, indem der Abstand des Rads 2 zur Fördereinrichtung 40 bzw. zu den Stützwänden 42, 42' und/oder die Hebellänge L geeignet gewählt wird. Auch die Form des Rads 2 hat einen Einfluss auf die erzielbare Eintauchtiefe.

Fig. 5 und 6 zeigen eine Öffnungsvorrichtung für gefaltete Produkte 30, die denselben grundsätzlichen Aufbau wie die Vorrichtung aus Fig. 1 und 2 hat. Fig. 5 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Bewegungsebene E und Fig. 6 eine Aufsicht auf die Bewegungsebene E. Als Antriebsorgan dient wiederum ein Rad 2, an dem eine Mehrzahl von hier fünf Hebeln 10 um im Abstand R von der Drehachse D verlaufende erste Schwenkachsen Sl schwenkbar bzw. drehbar angeordnet sind. Die Achsen Sl haben hier den und in gleichem Abstand a voneinander. Die Abstände a können in einer hier nicht gezeigten Variante der Erfindung variiert werden, wenn die Hebel 10 an um die Drehachse D drehbaren einzelnen Speichen oder anderen geeigneten Tragelementen angeordnet werden.

Die Hebel 10 bzw. ihre ersten Schwenkachsen Sl beschreiben eine kreisförmige Bewegungsbahn B mit Radius R. Ihre Orientierung im Raum wird durch eine Kulissensteuerung mit zwei ortsfesten, hier schienenartigen Steuerkulissen 4, 6 so gesteuert, dass die Hebel 10 stets in vertikale Richtung zeigen. Dazu wirken zwei Steuerelemente 12, 14, hier Laufrollen, die über Schenkel 16, 18 mit dem Hebel 10 gekoppelt sind, mit den Steuerkulissen 4, 6 zusammen. Die beiden Schenkel 16, 18 und die entsprechenden Laufrollen bzw. Kulissen liegen in unterschiedlichen Ebenen parallel zur Bewegungsebene E. Die Bewegungsbahn B' der an den Hebeln 10 angeordneten Bearbeitungselemente 20 ist ebenfalls eine Kreisbahn mit Radius R. Aufgrund der Hebellänge L, die hier fast 2R entspricht, ist der grösste Teil der Bewegungsbahn B' frei zugänglich, was einem Hub H von annähernd 2R entspricht. Unterhalb des Rads 2 befindet sich wieder eine Fördereinrichtung 40 der oben bereits beschriebenen Art mit vertikal bzw. senkrecht zur Förderrichtung F orientierten Stützflächen 42. An diesen lehnen zunächst ungeöffnete gefalzte und/oder mehrlagige Produkte 30, die mit der Öfrhungsvorrichtung geöffnet werden sollen.

Die Bearbeitungselemente 20 sind vorliegend als Öffhungselemente ausgebildet und umfassen ein Öffhungsschwert 22 und optional einen Abstandshalter 24. Der Abstandshalter 24 weist in Förderrichtung F und stösst bei der Bearbeitung an der Stützfläche 42 an. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Öffhungsschwert in einem wohldefmierten Abstand b (siehe Fig. 7) von der Stützfläche 42 zwischen die Seiten des Produkts 30 einfahrt. Durch eine Verschiebung von Produkt 30 und/oder Öfmungsschwert 22 in Querrichtung Q relativ zur Förderrichtung F (Fig. 5) wird das Produkt 30 geöffnet. Das Produkt 30 wird beispielsweise mit einem hier nicht dargestellten Schieber relativ zu den Stützflächen 42 verschoben.

Etwa die Hälfte des oben beschriebenen Hubs H kann hier für die Bearbeitung ausgenutzt werden, denn im oberen Teil der Bewegungsbahn B' bewegen sich die

Bearbeitungselemente 20 entgegengesetzt zur Förderrichtung F und müssen sich daher ausserhalb desjenigen Bereichs befinden, der von den Stützflächen 42 überstrichen wird. Somit kann etwa über eine dem Radius R entsprechende Strecke in die Förderabteile eingefahren und eine entsprechende Eintauchtiefe realisiert werden.

Über die Öffnungsschwerter 22 wird Luft in das zu öffnende Produkt 30 eingeblasen, um den Öffnungsvorgang zu erleichtern. In Fig. 5 ist die dazu vorgesehene Blasluftzuführung 60, bestehend aus mehreren entlang der Drehachse D, durch das Rad 2 bzw. durch die Hebel 10 verlaufenden Bohrungen 61, 62, 63 dargestellt. Auf ähnliche Weise könnte auch Tinte oder Leim an den Bearbeitungsort gebracht werden.

Figur 7 zeigt eine Detailansicht eines Öffhungselements beim Eingriff in ein Produkt 30 in einer Ansicht von oben auf ein stehend gefördertes Produkt 30. Das Öffnen erfolgt durch Verschieben der Stützfläche 42 oder des Produkts 30 in Querrichtung Q und/oder durch Verschieben des Öffnungselements in die entgegengesetzte Richtung Q'. Mit dem Abstandshalter 24 ist ein genau definierter Abstand b zwischen der Vorderkante des Öffnungsschwerts 22 und der Stützfläche 42 einstellbar.

Die Figuren 8 und 9 zeigen ein Beispiel, wie bei einer Vorrichtung gemäss Fig. 5 und 6 bei in Querrichtung Q feststehendem, d.h. nicht querverschobenem, Produkt 30 ein seitliches Einfahren des Öffhungselements in entgegengesetzter Richtung Q' in das Produkt 30 realisiert werden kann. Die Hebel 10 sind dazu zweigliedrig aufgebaut mit einem um die erste Schwenkachse Sl drehbaren ersten Hebelteil 10' und einem damit um eine zweite Schwenkachse S2 schwenkbar verbundenen zweiten Hebelteil 10". Die zweite Schwenkachse S2 liegt hier parallel zur Bewegungsebene E und ist senkrecht zur ersten Schwenkachse Sl orientiert. Ein Führungselement 71 ist mit dem zweiten Hebelteil 10" verbunden. Es wirkt mit einer Steuerkulisse 72 zusammen und dient damit zur Einstellung der Schwenkposition des zweiten Hebelteils 10" relativ zum ersten Hebelteil 10'. Das erste Hebelteil 10' liegt vorliegend in oder parallel zur Bewegungsebene E₅ könnte jedoch auch anders ausgerichtet sein. Damit bestimmt die Schwenkposition des zweiten Hebelteils 10" um die zweite Schwenkachse S2 den Neigungswinkel α des Hebels 10 relativ zur Bewegungsebene E.

Dieser Neigungswinkel a kann mit der Steuerkulisse 72 variiert, insbesondere verkleinert werden, um das Öffhungselement 20 im Bearbeitungsbereich 50 durch eine Bewegung in Richtung Q' seitlich in das Produkt 30 einzuführen. Ausserhalb des Bearbeitungsbereichs 50 wird der ursprüngliche Winkel wieder eingenommen, um die Hebel 10 ohne gegenseitige mechanische Behinderung ausserhalb der Bewegungsebene E zurückführen zu können.

Die Steuerkulisse 72 kann entlang der gesamten Bewegungsbahn B oder auch nur in Teilbereichen davon verlaufen. Wenigstens im letzteren Fall ist eine Grundposition der Hebelteile 10', 10" relativ zueinander und damit der Winkel α z.B. mit einer Feder 73 voreingestellt und wird nur unter Einfluss der Steuerkulisse 72 verändert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von flächigen Erzeugnissen (30), insbesondere Druckereiprodukten, mit wenigstens einem Hebel (10), der ein Bearbeitungselement (20) trägt und durch ein Antriebsorgan (1) entlang einer in einer Bewegungsebene (E) liegenden, geschlossenen Bewegungsbahn (B) bewegbar ist und derart gesteuert um eine senkrecht zur Bewegungsebene (E) verlaufende erste Schwenkachse (Sl) schwenkbar ist, dass er in einem ersten Teilbereich (Bl) der Bewegungsbahn (B) mit Bezug auf diese nach aussen und in einem 2weiten Teilbereich (B2) der Bewegungsbahn (B) Bezug auf diese nach innen orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (10) zumindest im zweiten Teilbereich (B2) der Bewegungsbahn (B) relativ zur Bewegungsebene (E) geneigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel (α) des wenigstens einen Hebels (10) relativ zur Bewegungsebene (E) zwischen 10 und 80°, bevorzugt zwischen 20 und 60°, liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkposition des wenigstens einen Hebels (10) um die erste Schwenkachse (Sl) mit einer mit dem Hebel (10) zusammenwirkenden Kulissensteuerung (4, 6) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des Hebels (10) grösser ist als der kleinste Krümmungsradius (R) der Bewegungsbahn (B).

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von entlang der Bewegungsbahn (B) bewegbaren Hebeln (10) und mit diesen verbundenen Bearbeitungselementen (20) vorhanden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) der Hebel (10) grösser ist als der Abstand (a) der ersten Schwenkachsen (Sl) zweier benachbarter Hebel (10).

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsorgan (1) wenigstens einen um eine Drehachse (D) drehbaren starren Körper, vorzugsweise ein Rad (2) oder eine

Speiche, umfasst, mit dem der wenigstens eine Hebel (10) in konstantem

Abstand (R) von der Drehachse (D) schwenkbar verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsorgan (1) ein umlaufendes Förderorgan (2') ist, mit dem der wenigstens eine Hebel (10) gekoppelt oder an das der wenigstens eine Hebel

(10) ankoppelbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (10) um eine in der oder parallel zur

Bewegungsebene (E) liegende zweite Schwenkachse (S2) gesteuert verschwenkbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsebene (E) im wesentlichen vertikal orientiert ist und dass eine Kulissensteuerung (4, 6) vorhanden ist, mit der die Schwenkposition des wenigstens einen Hebels (10) um die erste Schwenkachse (Sl) derart eingestellt wird, dass der Hebel (10) in der Projektion auf die Bewegungsebene (E) im wesentlichen in vertikaler Richtung orientiert ist oder um einen Winkel von betragsmässig kleiner als 90° aus der Vertikalen geneigt orientiert ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungselement (20) ein Greiforgan, ein Saugorgan, ein Öffnungselement, ein Schweisselement oder eine Spritzdüse umfasst.

12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungselement (20) ein Öffnungselement (22) sowie einen davon beabstandeten Abstandshalter (24) umfasst, wobei der Abstandshalter in Bewegungsrichtung einen definierten Abstand (b) zwischen einer im Anwendungsfall mit dem Bearbeitungselement mitbewegten

Stützfläche (42) für ein Erzeugnis (30) und dem Öffnungselement (22) einzustellen imstande ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördervorrichtung (40) für die zu bearbeitenden flächigen Erzeugnisse (30) vorhanden ist, die die flächigen Erzeugnisse derart zu fördern imstande ist, dass diese in einem Bearbeitungsbereich (50) zumindest annähernd dieselbe Geschwindigkeit und Förderrichtung (F) wie das wenigstens eine Bearbeitungselement (20) haben.

14. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit den folgenden Schritten:

- Bewegen wenigstens eines Hebels (10), der ein Bearbeitungselement (20) trägt, entlang einer in einer Bewegungsebene (E) liegenden, geschlossenen Bewegungsbahn (B);

Steuern der Schwenkposition des wenigstens einen Hebels (10) um eine senkrecht zur Bewegungsebene (E) verlaufende erste Schwenkachse (Sl) derart, dass der Hebel (10) in einem ersten Teilbereich (Bl) der Bewegungsbahn (B) mit Bezug auf diese nach aussen und in einem zweiten Teilbereich (B2) der Bewegungsbahn (B) Bezug auf diese nach innen orientiert ist, wobei der Hebel (10) zumindest im zweiten Teilbereich (b2) der Bewegungsbahn relativ zur Bewegungsebene (E) geneigt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch das Steuern der Schwenkposition des wenigstens einen Hebels (10) um die erste

Schwenkachse (Sl) derart, dass der Hebel (10) während der Bewegung entlang der Bewegungsbahn (B) in der Projektion auf die Bewegungsebene (E) vertikal orientiert ist oder um einen Winkel von betragsmässig kleiner als 90° aus der Vertikalen geneigt orientiert ist.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hebel (10) um eine in der Bewegungsebene (B) verlaufende zweite Schwenkachse (S2) verschwenkbar ist und dass er im zweiten Teilbereich (B2) der Bewegungsbahn (B) in eine relativ zur Bewegungsebene (E) geneigte Lage geschwenkt wird und zumindest in Abschnitten des ersten Teilbereichs (Bl) der Bewegungsbahn (B) in eine in oder parallel zur

Bewegungsebene (E) verlaufende Lage geschwenkt wird.