EP2706029B1 - Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen mit Gelenkarmlagerung - Google Patents

Vorrichtung zum Ausrichten von Bogen mit Gelenkarmlagerung Download PDF

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EP2706029B1
EP2706029B1 EP13178662.6A EP13178662A EP2706029B1 EP 2706029 B1 EP2706029 B1 EP 2706029B1 EP 13178662 A EP13178662 A EP 13178662A EP 2706029 B1 EP2706029 B1 EP 2706029B1
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EP
European Patent Office
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alignment
sheet
aligning
alignment device
joints
Prior art date
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EP13178662.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2706029A2 (de
EP2706029A3 (de
Inventor
Andreas MÜLLER
Dr. Burkhard Wolf
David Ehrbar
Michael ÖSTREICHER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Masterwork Group Co Ltd
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication date
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Publication of EP2706029A3 publication Critical patent/EP2706029A3/de
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H9/00—Registering, e.g. orientating, articles; Devices therefor
    • B65H9/10—Pusher and like movable registers; Pusher or gripper devices which move articles into registered position
    • B65H9/103—Pusher and like movable registers; Pusher or gripper devices which move articles into registered position acting by friction or suction on the article for pushing or pulling it into registered position, e.g. against a stop
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H11/00—Feed tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2301/443—Moving, forwarding, guiding material by acting on surface of handled material
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2403/00—Power transmission; Driving means
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    • B65H2403/5321—Crank-and-rocker mechanism with oscillating crank, i.e. angular movement of crank inferior to 360
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2801/00—Application field
    • B65H2801/42—Die-cutting

Definitions

  • the invention relates to a device for aligning arcuate elements according to the preamble of claim 1.
  • punching As punching the cutting is referred to with closed geometric blank forms that can be circular, oval or polygonal and imaginary shapes of all kinds. Also the practices practiced in print finishing, such as punching with punch, corner punching and register punching are counted to this area.
  • the punching takes place against a punching pad or against stamp, in some cases it is also shearing operations.
  • Plastic, film, paper, cardboard, cardboard or corrugated board packaging materials are mainly stamped in sheet format. When punching but also creasing lines or blind embossing can be introduced into the benefit. This complex process makes it indispensable to punch the sheets individually.
  • Such a flat bed punch is for example from the DE 30 44 083 A1 and the US 7,658,378 B2 known.
  • the two tables are equipped with cutting and scoring tools or corresponding counter tools, with which punched out of the cyclically guided between the table surface sheet benefits and at the same time pressed the necessary for clean folding grooves. In the subsequent breakout the waste is removed by machine tools. Depending on the equipment of the machine finally the punched benefits can be separated in a designatedWhentrenn arthritis.
  • the DE 600 02 942 T2 discloses a device for positionally accurate alignment of sheets. Arcs from a pile of sheets are measured in their position and aligned in the movement.
  • a movable plate is provided on all sides, which has a clamping mechanism for holding the bow.
  • the plate is slidable via two slide slide rail systems.
  • a disadvantage of such a device is on the one hand, the complicated structure in two levels and the susceptibility to dirt of the open slide slide rail systems.
  • the slip can quickly become dirty, which affects its function.
  • the linear bearings therefore often have to be cleaned and lubricated. Also, play can arise between sled and track.
  • the DE 10 2011 114 707 A1 discloses a method of conveying a flat article and an apparatus for carrying out the method having the features of the preamble of claim 1.
  • Object of the present invention is to provide a device for aligning arcuate elements, which at least reduces the disadvantages known from the prior art, thereby represents a less expensive solution and is less critical with respect to contamination. In other words, a simpler, cheaper storage with a longer service life should be created.
  • the inventive device for aligning transported to a sheet processing machine arcuate elements comprises an alignment, which in the circumferential direction, lateral direction and / or oblique direction, for aligning a respective arcuate element in the transport plane.
  • alignment of each arcuate element in three degrees of freedom is possible: circumferential, lateral and oblique.
  • the orientation in oblique direction means a rotational movement of the arcuate element in its transport plane.
  • the alignment device has at least one holding element for holding, gripping or clamping the arcuate elements.
  • the retaining element has a contact surface lying essentially in the transport plane for the arc-shaped elements to be aligned.
  • the alignment device is assigned a drive for moving the alignment device in the circumferential, lateral and oblique directions.
  • the device has a machine frame, which serves as a support structure.
  • at least one two-membered Articulated arm provided for supporting the alignment, comprising three joints, which each form rotary joints and two coupling, the first joint one of the two rotatable couples with a machine frame, the second joint, the two couplings rotatably with each other and the third joint the coupling rotatably connected to the alignment device.
  • coupling comprises according to this understanding both coupling-shaped elements without frame-fixed pivot point as well as lever-shaped elements with frame-fixed pivot point.
  • the axis of rotation of a respective joint is aligned substantially perpendicular to a transport plane of the arcuate elements, wherein a respective joint is designed as a hinge and a respective coupling opens a degree of freedom as a rotational movement.
  • the alignment device is freely displaceable in the transport plane and, together with the alignment device, a respective arcuate element can be aligned.
  • the joints have play-free bearings, which in particular are maintenance-free, lubricated for life and sealed.
  • Such a device is advantageously less susceptible to dirt, paint particles, powder and paper dust. At the same time a very exact storage of the alignment is guaranteed.
  • the device has three articulated arms and in each articulated arm, a motor is integrated in each case.
  • the engine can be designed as a gearless, rotary direct motor, also referred to as a torque motor. Since motors are integrated directly into the articulated arms in this embodiment, eliminating points of articulation between a respective motor and the alignment, the motors are equally protected against dust and dirt particles and the device for aligning can have a very compact design.
  • the device for aligning the drive has three motors, wherein a motor can cause a movement in the lateral direction and two independently controllable motors each movement of the alignment in the circumferential direction and due to the independent controllability in oblique direction.
  • the at least one retaining element is designed as a suction plate for sucking and holding a respective arcuate element by means of negative pressure.
  • the suction plate can have a plurality of suction chambers or suction channels, which can be activated depending on the sheet format of the arcuate elements. It is particularly advantageous that such a holding element leaves no marks on the arcuate elements, so that the quality of the arcuate elements is not affected by the orientation.
  • the holding elements can also be designed as grippers, clamps, contact rollers, contact balls or other relevant holding elements known to those skilled in the art.
  • At least one articulated arm in its couplings and joints has a continuous air duct for providing a suction air to the suction plate.
  • This air duct can be conductively connected to a vacuum source or a vacuum generator. This makes it possible to dispense with connected to the suction plate and mitbewegte each alignment movement Zunnenschläuche. The number of wearing parts in the device for aligning is thus reduced and increases its life.
  • the device for aligning has a frame-fixed drive and a co-moving with the alignment device output for actuating switching elements on the alignment.
  • a power transmission system is arranged parallel to the at least two-part articulated arm for transmitting a force from the drive to the output. This ensures that the force can be transmitted independently of the movement and the position of the articulated arms.
  • the power transmission system has in each case arranged parallel to a respective coupling further coupling, wherein a respective further coupling via Lever is mounted in the articulation points of the joints.
  • the power transmission system is designed as a linkage system arranged parallel to the articulated arms.
  • the power transmission system each has parallel to a respective coupling belt arranged, wherein the belt are guided on pulleys and a respective pulley is mounted in the hinge points of the joints.
  • the power transmission system has gear wheels meshing with each other, wherein in each case a gear is mounted in a hinge point of the joints.
  • the shifting elements which are engaged by the output may be at least one gripper for holding an arcuate element, at least one leading edge for braking an arcuate element, or a valve, e.g. Rotary valve of a Saugplate act.
  • An arc 6 coming from a sheet feeder 1 becomes - as in Fig. 2a shown aligned by the alignment device 60 before being transferred to a gripper carriage 8 and further transported to the stamping station 2.
  • the alignment device 60 has an alignment device 61 which is movable in the circumferential direction U, in the lateral direction S and in the oblique direction D.
  • the alignment device 61 is supported by three articulated arms 64.
  • a respective articulated arm has three joints 64.1 and two couplings 64.2.
  • a first joint 64.1 is rotatably connected to the machine frame 5.
  • a second joint 64.1 rotatably connects the two couplings 64.2 with each other.
  • a third joint 64.1 establishes a rotatable connection with the alignment device 61.
  • drives 63 are integrated. All drives 63 can be controlled independently of each other.
  • two drive motors 63.1 are provided, which allow an alignment movement of the alignment device 61 in the circumferential direction and oblique directions U and D, and a further drive motor 63.2, which permits an alignment movement of the alignment device 61 in the lateral direction S.
  • the drive motors 63.1 and 63.2 are designed as torque motors.
  • the alignment device 60 is a respective sheet 6 in the sheet transport direction T, ie in the circumferential direction U, perpendicular to the transport direction T, ie in the lateral direction S, and aligned by a rotation D in the transport plane.
  • sensors 66 or cameras for detecting sheet edges, a mark and / or an edge can be provided in the printed image. Based on this determined actual position is calculated in a machine controller 15, not shown here, which alignment requirement for a respective sheet 6 is.
  • a distinction is made between an alignment requirement in the circumferential direction U, in the lateral direction S and in the oblique direction D.
  • drives 63 are controlled by the machine control.
  • the alignment device 61 has at least one holding element 62 for holding a respective sheet 6 during its alignment.
  • Fig. 2b an alternative embodiment of the device for aligning 60 is shown: the alignment 61 is supported by only one articulated arm 64 and is also in its three degrees of freedom in the circumferential direction U, in the lateral direction S and in the oblique D positionable.
  • the alignment of the alignment device 61 is done by three positioning, in which drive motors 63.1 and 63.2 are integrated.
  • the orientation in the circumferential direction U and in the oblique direction D is effected by two drive motors 63.1 and the alignment in the lateral direction S by a drive motor 63.2.
  • the storage and the drive of the alignment device 61 is effected by respective independent elements.
  • Fig. 3 shows a section through an articulated arm 64, which has three joints 64.1 and two coupling 64.2, wherein one joint 64.1 is rotatably connected to the machine frame 5 and another joint 64.1 is rotatably connected to a holding member 62.
  • the holding member 62 is formed as a suction plate with a plurality of suction nozzles 65.1.
  • an air channel 65 is formed in the interior of the articulated arm 64, ie in the joints 64.1 and in the coupling 64.2.
  • the air channel 65 is connected via a Saugluftan gleich 65.3 with a vacuum source, not shown, or a vacuum generator, so that at the suction nozzles 65.1 a suction air can be provided for holding a respective sheet to be aligned 6.
  • the alignment device 60 has only one articulated arm 64, then it is provided with the described air channel 65. However, if the alignment device 60 has a plurality of articulated arms 64, it is sufficient that one of these is provided with an air channel 65. However, if the suction plate 62 is to be provided, for example, with independently controllable suction chambers or suction channels, each of the articulated arms 64 can also have an air channel 65. In the suction plate 62 then distribution channels can be integrated (not shown), which provide the suction air format dependent. That the distribution channels are opened depending on the width of a respective sheet 6, so that, for example, in the edge regions of the suction plate 62, only a suction air is provided when the sheet 6 extends so far.
  • FIG. 4a shows a first embodiment of a power transmission system 70 for a device for alignment 60.
  • the device for aligning 60 is designed as described above and has at least one articulated arm 64, which has two couplings 64.2.
  • a power transmission system 70 is arranged, which transmits an actuating force from a drive 75 which is fixed to the frame to an output 76 which is moved with the alignment device 61.
  • the power transmission system 70 has for this purpose two coupling 72, which by means of Levers 71 are mounted in the joints 64.1 of the articulated arms 64.
  • the length of the coupling 72 corresponds to the distance of the hinge points of the coupling 64.2.
  • FIG. 4b is a further development of the power transmission system 70 from FIG. 4a shown.
  • a double lever system is provided in this embodiment, which, however, according to the same principle of action as the power transmission system 70 of FIG. 4a is working.
  • FIG. 5a an alternative embodiment of the power transmission system 70 is shown:
  • the belt 73 are mounted on pulleys 77, which have their fulcrum in the pivot point of the joints 64.1 of the coupling 64.2.
  • FIG. 5b Another alternative embodiment of the power transmission system 70 is shown in FIG. 5b
  • the force is transmitted from the drive 75 via gears 74 to the output 76.
  • the gears 74 are mounted such that they have their fulcrum at the pivot point of the joints 64.1 of the coupling 64.2 and the gears 74 with their teeth along the extension of the articulated arm 64 are engaged, ie the first gear, which is driven by the drive 75 is engaged with a second gear and the second gear engages a third gear, which in turn drives the output 76.
  • FIGS. 6a to 6c various application examples for the actuation of switching elements 62, 68, 69 by the output 76 are shown FIG. 6a .
  • the rotary valve which in a Aligned as a suction plate alignment device 61 is integrated, can be rotated and a format adjustment of the suction plate 61 to the format of the sheet 6 are made.
  • the alignment device 61 according to FIG. 6b has front marks 69 for braking the sheet 6.
  • the front marks 69 are moved by the output 76.
  • the alignment device 61 according to FIG. 6c has grippers 62 for holding a respective sheet 6 during the alignment movement.
  • the grippers 62 are driven by the output 76 and thus opened or closed.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von bogenförmigen Elementen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
    • Stand der Technik
  • Als Stanzen wird das Schneiden mit in sich geschlossenen geometrischen Zuschnittsformen bezeichnet, die kreisförmig, oval oder mehreckig sowie Phantasieformen aller Art sein können. Auch die in der Druckweiterverarbeitung geübten Praktiken, wie Stanzen mit Locheisen, Eckenabstoßen und Registerstanzen werden zu diesem Bereich gezählt. Die Stanzung erfolgt gegen eine Stanzunterlage oder gegen Stempel, teilweise sind es auch Schervorgänge. Verpackungsmaterialien aus Kunststoff, Folienmaterial, Papier, Karton, Pappe oder Wellpappe werden hauptsächlich im Bogenformat gestanzt. Beim Stanzvorgang können zusätzlich aber auch Rilllinien oder Blindprägungen in den Nutzen eingebracht werden. Dieser komplexe Prozess macht es unabdingbar, die Bogen einzeln zu stanzen. Da es sich bei den Endprodukten um anspruchsvolle Verpackungen hinsichtlich technischer und graphischer Ausführung handelt (etwa Verpackungen für Kosmetik, Zigaretten, Pharmazie, Lebensmittel, etc.), werden besondere Anforderungen nicht nur an die Verpackungsmaterialien selbst gestellt, sondern es sind für optimale Resultate auch Stanzwerkzeuge mit geringsten Toleranzen und äußerst präzise und zuverlässig arbeitende Stanzmaschinen erforderlich. Diesen Ansprüchen wird das Flachbettstanzen am besten gerecht. Dabei werden die gedruckten und auf einer Palette gestapelten Bogen der Stanzmaschine zugeführt. In der Maschine werden in einer Ausrichteinrichtung die zu stanzenden Bogen passgenau ausgerichtet, von einem Greiferwagen übernommen und exakt in der Stanzeinrichtung zwischen einem fest gelagerten Untertisch und einem über einen Kniehebel oder Exzentergetriebe vertikal bewegbaren Obertisch positioniert.
  • In bekannten Bogenstanz- und Prägemaschinen, die zum Stanzen, Prägen, Ausbrechen, ggfs. Nutzentrennen und Ablegen von Bogen aus Papier, Pappe und der gleichen eingesetzt werden, ist es bekannt die Bogen mittels Greiferwagen durch die einzelnen Stationen der Maschine zu bewegen. Ein jeweiliger Greiferwagen besitzt eine Greiferbrücke, an der Greifer befestigt sind, die die Bogen an einem vorderen Ende ergreifen. Ein Greiferwagen besitzt weiterhin seitliche Fahrwagen, welche mit endlosen Ketten des Transportsystems verbunden sind und wodurch die Greiferwagen durch die Maschine bewegt werden. Durch diese Art der Bewegung der Bogen durch die Maschine wird ein kontinuierliches Arbeiten in den einzelnen hintereinander angeordneten Stationen der Maschine, insbesondere Stanz-, Ausbrech- und Nutzentrennstation, ermöglicht.
  • Eine derartige Flachbettstanze ist beispielsweise aus der DE 30 44 083 A1 und der US 7,658,378 B2 bekannt. Die beiden Tische sind mit Schneid- und Rillwerkzeugen bzw. entsprechenden Gegenwerkzeugen bestückt, mit denen aus dem taktweise zwischen die Tischfläche geführten Bogen die Nutzen ausgestanzt und gleichzeitig die zum sauberen Falten notwendigen Rillen eingedrückt werden. In der nachfolgenden Ausbrecheinrichtung wird der Abfall über Ausbrechwerkzeuge maschinell entfernt. Je nach Ausstattung der Maschine können schließlich die gestanzten Nutzen in einer hierfür vorgesehenen Nutzentrenneinrichtung separiert werden.
  • Die DE 600 02 942 T2 offenbart eine Einrichtung zum positionsgenauen Ausrichten von Bogen. Von einem Bogenstapel kommende Bogen werden dabei in ihrer Position vermessen und in der Bewegung ausgerichtet. Dazu ist eine allseits beweglich Platte vorgesehen, welche über einen Klemmmechanismus zum Halten der Bogen verfügt. Die Platte ist über zwei Schlitten-Gleitschiene-Systeme verschieblich. Nachteilig an einer derartigen Einrichtung ist zum einen der komplizierte Aufbau in zwei Ebenen als auch die Schmutzanfälligkeit der offenen Schlitten-Gleitschiene-Systeme. Da im Bereich der Papierbogenverarbeitung immer Papierstaub anzutreffen ist kann die Gleitscheine schnell verschmutzen, was deren Funktion beeinträchtigt. Während der Maschinenlebensdauer müssen die Linearlager somit häufig gereinigt und geschmiert werden. Auch kann Spiel zwischen Schlitten und Schiene entstehen.
  • Da die Platte möglichst spielfrei geführt werden muss, um eine exakte Ausrichtung der Bogen zu ermöglichen, sind für die Schlitten-Gleitschiene-Systeme jedoch nur sehr geringe Toleranzen zulässig. Wird das Spiel zu groß, so müssen die Linearlager getauscht werden.
  • Die DE 10 2011 114 707 A1 offenbart ein Verfahren zum Fördern eines flachen Gegenstandes und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
    • Aufgabenstellung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ausrichten von bogenförmigen Elementen zu schaffen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest reduziert, dabei eine kostengünstigere Lösung darstellt und unkritischer bezüglich Verschmutzungen ist. In anderen Worten: eine einfachere, kostengünstigere Lagerung mit höherer Lebensdauer soll geschaffen werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Ausrichten von bogenförmigen Elementen mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten von zu einer Bogenverarbeitenden Maschine transportierten bogenförmigen Elementen, insbesondere Bogen aus Papier, Pappe oder Karton umfasst eine Ausrichteinrichtung, welche in Umfangsrichtung, Seitenrichtung und / oder Schrägrichtung beweglich ist, zum Ausrichten eines jeweiligen bogenförmigen Elements in der Transportebene. In anderen Worten: es ist eine Ausrichtung bzw. Positionierung eines jeweiligen bogenförmigen Elements in drei Freiheitsgraden möglich: in Umfangs-, Seiten- und Schrägrichtung. Die Ausrichtung in Schrägrichtung meint dabei eine Drehbewegung des bogenförmigen Elements in seiner Transportebene. Die Ausrichteinrichtung besitzt mindestens ein Halteelement zum Halten, Greifen bzw. Klemmen der bogenförmigen Elemente. Das Halteelement weist dabei eine im Wesentlichen in der Transportebene liegende Auflagefläche für die auszurichtenden bogenförmigen Elemente auf. Weiterhin ist der Ausrichteinrichtung ein Antrieb zugeordnet zum Bewegen der Ausrichteinrichtung in Umfangs-, Seiten- und Schrägrichtung. Auch besitzt die Vorrichtung ein Maschinengestell, welches als Tragkonstruktion dient. Erfindungsgemäß ist mindestens ein zweigliedriger Gelenkarm vorgesehen zur Lagerung der Ausrichteinrichtung, aufweisend drei Gelenke, welche jeweils Drehverbindungen bilden und zwei Koppeln, wobei das erste Gelenk eine der beiden Koppeln drehbeweglich mit einem Maschinengestell, das zweite Gelenk die beiden Koppeln drehbeweglich miteinander und das dritte Gelenk die Koppel drehbeweglich mit der Ausrichteinrichtung verbindet. Der Begriff Koppel umfasst nach diesem Verständnis sowohl koppelförmige Elemente ohne gestellfesten Drehpunkt als auch hebelförmige Elemente mit gestellfestem Drehpunkt. Erfindungsgemäß ist die Drehachse eines jeweiligen Gelenks im Wesentlichen senkrecht zu einer Transportebene der bogenförmigen Elemente ausgerichtet, wobei ein jeweiliges Gelenk als Drehgelenk ausgeführt ist und einer jeweiligen Koppel einen Freiheitsgrad als Drehbewegung eröffnet. Dadurch ist die Ausrichteinrichtung in der Transportebene frei verschieblich und zusammen mit der Ausrichteinrichtung lässt sich ein jeweiliges bogenförmiges Element ausrichten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gelenke spielfreie Lagerungen besitzen, die insbesondere wartungsfrei, lebensdauer-geschmiert und abgedichtet sind. Eine derartige Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise wenig anfällig gegenüber Schmutz, Farbpartikeln, Puder und Papierstaub. Gleichzeitig wird eine sehr exakte Lagerung der Ausrichteinrichtung gewährleistet.
  • Erfahrungsgemäß besitzt die Vorrichtung drei Gelenkarme und in einem jeweiligen Gelenkarm ist jeweils ein Motor integriert. Der Motor kann dabei als getriebeloser, rotativer Direktmotor ausgeführt sein, auch als Torquemotor bezeichnet. Da Motoren in dieser Ausführungsform direkt in die Gelenkarme integriert sind, entfallen Anlenkpunkte zwischen einem jeweiligen Motor und der Ausrichteinrichtung, die Motoren sind gleichermaßen gegenüber Staub und Schmutzpartikeln geschützt und die Vorrichtung zum Ausrichten kann eine sehr kompakte Bauweise aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zum Ausrichten weist der Antrieb drei Motoren auf, wobei ein Motor eine Bewegung in Seitenrichtung und zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Motoren jeweils eine Bewegung der Ausrichteinrichtung in Umfangsrichtung und aufgrund der unabhängigen Ansteuerbarkeit auch in Schrägrichtung bewirken können.
  • Alternativ zu den beschriebenen integrierten Torquemotoren können auch Linearmotoren oder Motoren welche über Koppeln mit der Ausrichteinrichtung verbunden sind eingesetzt werden.
  • In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das mindestens eine Halteelement als Saugplatte ausgebildet zum Ansaugen und Halten eines jeweiligen bogenförmigen Elements mittels Unterdruck. Die Saugplatte kann dabei eine Mehrzahl von Saugkammern oder Saugkanälen aufweisen, welche abhängig vom Bogenformat der bogenförmigen Elemente aktivierbar sind. Besonders vorteilhaft ist, dass ein derartiges Halteelement auf den bogenförmigen Elementen keine Markierungen hinterlässt, so dass die Qualität der bogenförmigen Elemente durch die Ausrichtung nicht beeinträchtigt wird. Alternativ zu der Ausgestaltung als Saugplatte können die Halteelemente auch als Greifer, Klemmen, Kontaktrollen, Kontaktkugeln oder dem einschlägigen Fachmann andere bekannte Haltelemente ausgeführt sein.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt mindestens ein Gelenkarm in seinen Koppeln und Gelenken einen durchgehenden Luftkanal zum Bereitstellen einer Saugluft an der Saugplatte. Dieser Luftkanal kann mit einer Unterdruckquelle bzw. einem Unterdruckerzeuger leitungsverbunden sein. Dies ermöglicht es, auf mit der Saugplatte verbundene und bei jeder Ausrichtbewegung mitbewegte Zuführschläuche zu verzichten. Die Anzahl der Verschleißteile in der Vorrichtung zum Ausrichten wird somit reduziert und deren Lebensdauer erhöht.
  • In einer alternativen Weiterbildung der Vorrichtung zum Ausrichten besitzt die Vorrichtung einen gestellfesten Antrieb und einen mit der Ausrichteinrichtung mitbewegten Abtrieb zur Betätigung von Schaltelementen auf der Ausrichteinrichtung. Erfindungsgemäß ist dazu parallel zu dem mindestens zweigliedrigen Gelenkarm ein Kraftübertragungssystem angeordnet zur Übertragung einer Kraft von dem Antrieb auf den Abtrieb. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kraft unabhängig von der Bewegung und der Position der Gelenkarme übertragen werden kann. Eine derartige Ausführung hat den Vorteil, dass auf auf der Ausrichteinrichtung befindliche Antriebe verzichtet werden kann und die bewegte Masse der Ausrichteinrichtung gering bleibt. In einer ersten Ausführungsalternative verfügt das Kraftübertragungssystem jeweils über parallel zu einer jeweiligen Koppel angeordnete weitere Koppeln, wobei eine jeweilige weitere Koppel über Hebel in den Gelenkpunkten der Gelenke gelagert ist. In anderen Worten: Das Kraftübertragungssystem ist als ein parallel zu den Gelenkarmen angeordnetes Gestängesystem ausgeführt.
  • In einer zweiten Ausführungsvariante verfügt das Kraftübertragungssystem jeweils über parallel zu einer jeweiligen Koppel angeordnete Riemen, wobei die Riemen auf Riemenscheiben geführt sind und eine jeweilige Riemenscheibe in den Gelenkpunkten der Gelenke gelagert ist.
  • In einer dritten Ausführungsvariante verfügt das Kraftübertragungssystem über miteinander in Eingriff stehende Zahnräder, wobei jeweils ein Zahnrad in einem Gelenkpunkt der Gelenke gelagert ist.
  • Bei den Schaltelementen, welche von dem Abtrieb getätigt werden, kann es sich um mindestens einen Greifer zum Halten eines bogenförmigen Elements, um mindestens eine Vordermarke zum Abbremsen eines bogenförmigen Elements oder um ein Ventil, z.B. Rotationsventil einer Saugplate handeln.
  • Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
  • Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen.
    • Ausführungsbeispiel
  • Die Erfindung soll an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung
    • Fig. 1:
    eine Stanzmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten
    Fig. 2a:
    eine erste Ausführungsvariante der Vorrichtung zum Ausrichten
    Fig. 2b:
    eine zweite Ausführungsvariante der Vorrichtung zum Ausrichten
    Fig. 2c:
    eine dritte Ausführungsvariante der Vorrichtung zum Ausrichten
    Fig. 3:
    einen Schnitt durch einen Gelenkarm mit integriertem Saugkanal
    Fig. 4a und b:
    die Vorrichtung zum Ausrichten mit einem zusätzlichen Kraftübertragungssystem
    Fig. 5a und b:
    eine alternative Ausbildung des Kraftübertragungssystems
    Fig. 6a bis c:
    verschiedene Anwendungen eines Abtriebes
  • Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ein von einem Bogenanleger 1 kommender Bogen 6 wird - wie in Fig. 2a dargestellt - von der Vorrichtung 60 zum Ausrichten ausgerichtet, bevor er an einen Greiferwagen 8 übergeben wird und weiter in die Stanzstation 2 transportiert wird.
  • Die Ausrichtvorrichtung 60 besitzt eine Ausrichteinrichtung 61, welche in Umfangsrichtung U, in Seitenrichtung S und in Schrägrichtung D beweglich ist. Die Ausrichteinrichtung 61 wird von drei Gelenkarmen 64 gelagert. Ein jeweiliger Gelenkarm besitzt dabei drei Gelenke 64.1 und zwei Koppeln 64.2. Ein erstes Gelenk 64.1 ist drehbar mit dem Maschinengestell 5 verbunden. Ein zweites Gelenk 64.1 verbindet die beiden Koppeln 64.2 drehbar miteinander. Ein drittes Gelenk 64.1 stellt eine drehbare Verbindung mit der Ausrichteinrichtung 61 her. In einem jeweiligen Gelenkarm 64 sind Antriebe 63 integriert. Alle Antriebe 63 sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Dabei sind zwei Antriebsmotoren 63.1 vorgesehen, welche eine Ausrichtbewegung der Ausrichteinrichtung 61 in Umfangsrichtung und in Schrägrichtung U und D erlauben und ein weiterer Antriebsmotor 63.2, welcher eine Ausrichtbewegung der Ausrichteinrichtung 61 in Seitenrichtung S erlaubt. Die Antriebsmotoren 63.1 und 63.2 sind dabei als Torquemotoren ausgeführt.
  • Von der Ausrichtvorrichtung 60 wird ein jeweiliger Bogen 6 dabei in Bogentransportrichtung T, d.h. in Umfangsrichtung U, senkrecht zur Transportrichtung T, d.h. in Seitenrichtung S, und durch eine Drehung D in der Transportebene ausgerichtet. Dazu können Sensoren 66 oder Kameras zur Detektion von Bogenkanten, einer Marke und/oder einer Kante im Druckbild vorgesehen sein. Ausgehend von dieser ermittelten Ist-Position wird in einer hier nicht dargestellten Maschinensteuerung 15 berechnet, welcher Ausrichtebedarf für einen jeweiligen Bogen 6 besteht. Dabei wird zwischen einem Ausrichtebedarf in Umfangsrichtung U, in Seitenrichtung S und in Schrägrichtung D unterschieden. Entsprechend des jeweiligen Ausrichtebedarfs werden von der Maschinensteuerung 15 Antriebe 63 angesteuert.
  • Die Ausrichteinrichtung 61 besitzt mindestens ein Halteelement 62 zum Halten eines jeweiligen Bogens 6 während dessen Ausrichtung. Zur besseren Übersichtlichkeit ist dieses mindestens eine Halteelement 62, welches als Greifer, Klemme, Kontaktelement oder Saugplatte ausgeführt sein kann, in den Figuren 2a bis 2c nicht dargestellt.
  • In Fig. 2b ist eine alternative Ausführungsvariante der Vorrichtung zum Ausrichten 60 dargestellt: die Ausrichteinrichtung 61 wird dabei durch nur einen Gelenkarm 64 gelagert und ist ebenfalls in ihren drei Freiheitsgraden in Umfangsrichtung U, in Seitenrichtung S und in Schrägrichtung D positionierbar. Die Ausrichtung der Ausrichteinrichtung 61 geschieht dabei durch drei Positionierarme, in welche Antriebsmotoren 63.1 und 63.2 integriert sind. Die Ausrichtung in Umfangsrichtung U und in Schrägrichtung D wird durch zwei Antriebsmotoren 63.1 und die Ausrichtung in Seitenrichtung S durch einen Antriebsmotor 63.2 bewirkt. Im Gegensatz zur Ausführungsvariante von Fig. 2a wird die Lagerung und der Antrieb der Ausrichteinrichtung 61 durch jeweils unabhängige Elemente bewirkt.
  • Auch in der weiteren Ausführungsvariante, welche in Fig. 2c dargestellt ist, sind Lagerung und Antrieb der Ausrichteinrichtung 61 unabhängig voneinander. Anstelle der Positionierarme werden als Antriebsmotoren 63.1 und 63.2 jedoch Linearmotoren eingesetzt. Ein jeweiliger Linearmotor 63.1, 63.2 ist dabei mittels einem Koppelelement 67 mit der Ausrichteinrichtung 61 verbunden.
  • Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Gelenkarm 64, welcher drei Gelenke 64.1 und zwei Koppeln 64.2 besitzt, wobei ein Gelenk 64.1 drehbar mit dem Maschinengestell 5 verbunden ist und ein weiteres Gelenk 64.1 drehbar mit einem Halteelement 62 verbunden ist. Das Halteelement 62 ist dabei als Saugplatte mit einer Vielzahl von Saugdüsen 65.1 ausgebildet. Im Inneren des Gelenkarms 64, d.h. in den Gelenken 64.1 und in den Koppeln 64.2, ist ein Luftkanal 65 ausgebildet. Der Luftkanal 65 ist über einen Saugluftanschluss 65.3 mit einer nicht dargestellten Unterdruckquelle oder einem Unterdruckerzeuger verbunden, so dass an den Saugdüsen 65.1 eine Saugluft bereitgestellt werden kann zum Halten eines jeweils auszurichtenden Bogens 6. Um trotz der Drehbeweglichkeit des Gelenkarms 64 in seinen Gelenken 64.1 die Leckage des Luftkanals 65 minimal zu halten, werden in den Gelenken 64.1 abgedichtete Schrägkugellager 65.4 und an den Übergängen des Luftkanals 65 zwischen Gelenken 64.1 und Koppeln 64.2 Spaltdichtungen 65.2 eingesetzt.
  • Besitzt die Ausrichtvorrichtung 60 nur einen Gelenkarm 64, so ist dieser mit dem beschriebenen Luftkanal 65 versehen. Besitzt die Ausrichtvorrichtung 60 jedoch mehrere Gelenkarme 64, so genügt es, dass einer davon mit einem Luftkanal 65 versehen ist. Soll die Saugplatte 62 jedoch beispielsweise mit unabhängig ansteuerbaren Saugkammern oder Saugkanälen versehen sein, so kann auch jeder der Gelenkarme 64 einen Luftkanal 65 aufweisen. In der Saugplatte 62 können dann Verteilerkanäle integriert sein (nicht dargestellt), welche die Saugluft formatabhängig bereitstellen. D.h. die Verteilerkanäle werden abhängig von der Breite eines jeweiligen Bogens 6 geöffnet, sodass beispielsweise in den Randbereichen der Saugplatte 62 nur dann eine Saugluft bereitgestellt wird, wenn sich der Bogen 6 so weit erstreckt.
  • Figur 4a zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Kraftübertragungssystems 70 für eine Vorrichtung zum Ausrichten 60. Die Vorrichtung zum Ausrichten 60 ist wie obenstehend beschrieben ausgeführt und verfügt über mindestens einen Gelenkarm 64, welcher zwei Koppeln 64.2 aufweist. Parallel zu den Koppeln 64.2 ist ein Kraftübertragungssystem 70 angeordnet, welches eine Betätigungskraft von einem Antrieb 75, welcher gestellfest angeordnet ist auf einen Abtrieb 76, welcher mit der Ausrichteinrichtung 61 mitbewegt ist, überträgt. Das Kraftübertragungssystem 70 besitzt dazu zwei Koppeln 72, welche mittels Hebeln 71 in den Gelenken 64.1 der Gelenkarme 64 gelagert sind. Die Länge der Koppeln 72 entspricht dabei dem Abstand der Gelenkpunkte der Koppeln 64.2. Auch wenn der Gelenkarm 64 zur Ausrichtung der Ausrichteinrichtung 61 bewegt wird, so bleiben die Koppeln 72 parallel zu den Koppeln 64.2 ausgerichtet und die Bewegung der Gelenkarme 64 hat keinen Einfluss auf die Kraftübertragung. Ist der Antrieb 75 mit dem Hebel 71 verbunden und nicht in das Lager des Gelenks 64.1 integriert, so muss der Antrieb 75 während der Bewegung der Gelenkarme 64.2 entweder eine Ausgleichsbewegung durchführen oder entkoppelt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Bewegung der Gelenkarme 64.2 keinen Einfluss auf den Abtrieb 76 hat.
  • In Figur 4b ist eine Weiterentwicklung des Kraftübertragungssystems 70 aus Figur 4a dargestellt. Anstelle der einfachen Hebel 71 und Koppeln 72 ist in dieser Ausführungsvariante ein Doppelhebelsystem vorgesehen, welches jedoch nach dem gleichen Wirkprinzip wie das Kraftübertragungssystem 70 von Figur 4a funktioniert.
  • In Figur 5a ist eine alternative Ausführungsform des Kraftübertragungssystems 70 dargestellt: Die Kraftübertragung vom Antrieb 75 auf den Abtrieb 76 parallel zu den Koppeln 64.2 erfolgt mittels Riemen 73. Die Riemen 73 sind auf Riemenscheiben 77 gelagert, welche ihren Drehpunkt im Drehpunkt der Gelenke 64.1 der Koppeln 64.2 haben.
  • Eine weitere alternative Ausführungsform des Kraftübertragungssystems 70 ist in Figur 5b dargestellt: Die Kraft wird vom Antrieb 75 über Zahnräder 74 auf den Abtrieb 76 übertragen. Dazu sind die Zahnräder 74 derart gelagert, dass sie ihren Drehpunkt im Drehpunkt der Gelenke 64.1 der Koppeln 64.2 haben und die Zahnräder 74 mit ihren Zähnen entlang der Erstreckung des Gelenkarms 64 miteinander in Eingriff stehen, d.h. das erste Zahnrad, welches vom Antrieb 75 angetrieben wird, steht mit einem zweiten Zahnrad in Eingriff und das zweite Zahnrad steht mit einem dritten Zahnrad in Eingriff, welches wiederum den Abtrieb 76 antreibt.
  • In den Figuren 6a bis 6c sind verschiedene Anwendungsbeispiele für die Betätigung von Schaltelementen 62, 68, 69 durch den Abtrieb 76 dargestellt: Gemäß Figur 6a wird ein Rotationsventil 68 durch den Abtrieb 76 angetrieben. Das Rotationsventil, welches in eine als Saugplatte ausgebildete Ausrichteinrichtung 61 integriert ist, kann so verdreht werden und eine Formatanpassung der Saugplatte 61 an das Format der Bogen 6 vorgenommen werden. Die Ausrichteinrichtung 61 gemäß Figur 6b verfügt über Vordermarken 69 zum Abbremsen der Bogen 6. Die Vordermarken 69 werden von dem Abtrieb 76 bewegt. Die Ausrichteinrichtung 61 gemäß Figur 6c verfügt über Greifer 62 zum Halten eines jeweiligen Bogens 6 während der Ausrichtbewegung. Die Greifer 62 werden dabei von dem Abtrieb 76 angesteuert und somit geöffnet bzw. geschlossen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Anleger
    2
    Stanz- und/oder Prägestation
    3
    Ausbrechstation
    4
    Ausleger, ggfs. mit Nutzentrennstation
    5
    Maschinengehäuse
    6
    Bogen
    7
    Bogentransportsystem
    8
    Greiferwagen mit Greifern
    9
    Untertisch / unterer Tiegel
    10
    Obertisch / oberer Tiegel
    11
    Abfallstücke
    12
    Behälter
    13
    Palette
    14
    Auslagestapel
    15
    Steuerung mit Interface und Eingabegeräten
    16
    Zuführtisch mit einer Einheit zum Ausrichten der Bogen
    17
    Hauptantrieb
    18
    Saugkopf
    20
    Unterwerkzeug
    21
    Oberwerkzeug mit Stempeln
    23
    Nutzentrenngitter oder Ausbrechbrett (Unterwerkzeug)
    30
    Oberwerkzeug (Stanzwerkzeug)
    60
    Vorrichtung zum Ausrichten
    61
    Ausrichteinrichtung
    62
    Halteelement (Greifer, Klemme, Saugplatte)
    63
    Antrieb
    63.1
    Antriebsmotor
    63.2
    Antriebsmotor
    64
    Gelenkarm
    64.1
    Gelenk
    64.2
    Koppel
    65
    Luftkanal
    65.1
    Saugdüse
    65.2
    Spaltdichtung
    65.3
    Saugluftanschluss
    65.4
    abgedichtete Schrägkugellager
    66
    Sensor zur Detektion von Bogenkante, Marke und/oder Kante im Druckbild
    67
    Koppelelement
    68
    Rotationsventil
    69
    Vordermarke
    70
    Kraftübertragungssystem
    71
    Hebel
    72
    Koppel
    73
    Riemen
    74
    Zahnrad
    75
    Antrieb
    76
    Abtrieb
    100
    Flachbett-Bogenstanz- und/oder -prägemaschine (Stanzmaschine)
    B
    Bogentransportrichtung
    E
    Bogentransportebene
    U
    Umfangsrichtung
    D
    Schrägrichtung (Drehung)
    S
    Seitenrichtung

Claims (13)

  1. Vorrichtung (60) zum Ausrichten von bogenförmigen Elementen (6), insbesondere Bogen aus Papier, Pappe oder Karton, umfassend eine Ausrichteinrichtung (61), welche in Umfangs- (U), Seiten- (S) und Schrägrichtung (D) beweglich ist zum Ausrichten eines bogenförmigen Elements (6) in einer Transportebene (E) in Umfangs- (U), Seiten- (S) und Schrägrichtung (D), mit mindestens einem Halteelement (62) zum Halten der bogenförmigen Elemente (6), und umfassend einen der Ausrichteinrichtung (61) zugeordneten Antrieb (63) zum Bewegen der Ausrichteinrichtung (61) in Umfangs- (U), Seiten- (S) und/oder Schrägrichtung (D), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweigliedriger Gelenkarm (64) vorgesehen ist zur Lagerung der Ausrichteinrichtung (61), aufweisend drei Gelenke (64.1) und zwei Koppeln (64.2), wobei das erste Gelenk (64.1) eine der beiden Koppel (64.2) drehbeweglich mit einem Maschinengestell (5), das zweite Gelenk (64.1) die beiden Koppeln (64.2) drehbeweglich miteinander und das dritte Gelenk (64.1) die andere Koppel (64.2) drehbeweglich mit der Ausrichteinrichtung (61) verbindet, und wobei ein jeweiliges Gelenk eine senkrecht zur Transportebene (E) ausgerichtete Drehachse aufweist,
    wobei
    die Vorrichtung (60) drei Gelenkarme (64) besitzt und jeweils ein Motor (63.1, 63.2) in einen jeweiligen Gelenkarm (64) integriert ist.
  2. Vorrichtung zum Ausrichten nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Gelenke (64.1) spielfreie Lagerungen besitzen, die insbesondere wartungsfrei, lebensdauer-geschmiert und abgedichtet sind.
  3. Vorrichtung zum Ausrichten nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Antrieb (63) die drei Motoren (63.1, 63.2) aufweist, wobei ein Motor (63.2) eine Bewegung in Seitenrichtung (S) und zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Motoren (63.1) jeweils eine Bewegung der Ausrichteinrichtung (61) in Umfangsrichtung (U) bewirken.
  4. Vorrichtung zum Ausrichten nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein jeweiliger Motor (63.1, 63.2) als Linearmotor ausgeführt ist.
  5. Vorrichtung zum Ausrichten nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Halteelement (62) als Saugplatte ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung zum Ausrichten nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Gelenkarm (64) in seinen Koppeln (64.2) und Gelenken (64.1) einen durchgehenden Luftkanal (65) besitzt zum Bereitstellen einer Saugluft an der Saugplatte (62).
  7. Vorrichtung zum Ausrichten nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sauplatte (62) über mehrere unabhängig voneinander ansteuerbare Saugkammern oder Saugkanäle verfügt.
  8. Vorrichtung zum Ausrichten nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung (60) eine Erfassungseinheit (66) zur Bestimmung der ISTPosition eines jeweiligen bogenförmigen Elements (6) und eine Steuereinheit (15) zur Berechnung des Ausrichtebedarfs aufweist, wobei die Erfassungseinheit (66) und der Antrieb (63) mit der Steuereinheit (15) datenübertragungstechnisch verbunden sind.
  9. Vorrichtung zum Ausrichten nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung (60) einen gestellfesten Antrieb (75) und einen mit der Ausrichteinrichtung (61) mitbewegten Abtrieb (76) aufweist zur Betätigung von Schaltelementen (62, 68, 69) auf der Ausrichteinrichtung (61), wobei parallel zu dem mindestens zweigliedrigen Gelenkarm (64) ein Kraftübertragungssystem (70) angeordnet ist zur Übertragung einer Kraft von dem Antrieb (75) auf den Abtrieb (76).
  10. Vorrichtung zum Ausrichten nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraftübertragungssystem (70) jeweils über parallel zu einer jeweiligen Koppel (64.2) angeordnete Koppeln (72) verfügt, wobei eine jeweilige Koppel (72) über Hebel in den Gelenkpunkten der Gelenke (64.1) gelagert ist.
  11. Vorrichtung zum Ausrichten nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraftübertragungssystem (70) jeweils über parallel zu einer jeweiligen Koppel (64.2) angeordnete Riemen (73) verfügt, wobei die Riemen (73) auf Riemenscheiben (77) geführt sind und eine jeweilige Riemenscheibe in den Gelenkpunkten der Gelenke (64.1) gelagert ist.
  12. Vorrichtung zum Ausrichten nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kraftübertragungssystem (70) über miteinander in Eingriff stehende Zahnräder (74) verfügt, wobei jeweils ein Zahnrad (74) in einem Gelenkpunkt der Gelenke (64.1) gelagert ist.
  13. Vorrichtung zum Ausrichten nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei den Schaltelementen um mindestens einen Greifer (62) zum Halten eines bogenförmigen Elements (6), um mindestens eine Vordermarke (69) zum Abbremsen eines bogenförmigen Elements (6) und/oder um ein Ventil (68) einer Saugplatte (62) handelt.
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