EP4630355A1 - Vereinzelungsvorrichtung zum vereinzeln aufgestapelter substrate - Google Patents

Vereinzelungsvorrichtung zum vereinzeln aufgestapelter substrate

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Publication number
EP4630355A1
EP4630355A1 EP23806317.6A EP23806317A EP4630355A1 EP 4630355 A1 EP4630355 A1 EP 4630355A1 EP 23806317 A EP23806317 A EP 23806317A EP 4630355 A1 EP4630355 A1 EP 4630355A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
separating
substrates
stack
separating device
separation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23806317.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Gretscher
Michael Esslinger
Meinrad Kempter
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.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102023105409.0A external-priority patent/DE102023105409A1/de
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4630355A1 publication Critical patent/EP4630355A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G59/00—De-stacking of articles
    • B65G59/06—De-stacking from the bottom of the stack
    • B65G59/061—De-stacking from the bottom of the stack articles being separated substantially along the axis of the stack
    • B65G59/066—De-stacking from the bottom of the stack articles being separated substantially along the axis of the stack by means of rotary devices or endless elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G49/00—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for
    • B65G49/05—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles
    • B65G49/06—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for for fragile or damageable materials or articles for fragile sheets, e.g. glass
    • B65G49/068—Stacking or destacking devices; Means for preventing damage to stacked sheets, e.g. spaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2201/00—Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0214—Articles of special size, shape or weigh
    • B65G2201/022—Flat

Definitions

  • the invention relates to a separating device for separating stacked substrates, a printing system with such a separating device and a method for separating substrates.
  • substrates especially print media
  • that are to be printed one after the other by a printer are typically provided in stacks.
  • they are typically first separated from the stack. While this can usually be done easily with flexible print media such as paper pages, e.g. using rubberized rollers, a more complex mechanism is generally required when rigid print media are to be printed.
  • DE 202012 101 998 U1 describes a separating device that has an upper row of needles and a lower row of needles. If a printing medium in the form of a rigid card is to be removed from a stack, the upper row of needles is disengaged from the stack by moving the upper row of needles sideways. Since the support is now missing, the cards in the stack fall down onto the lower row of needles. The upper row of needles is then pushed forward again, with the card now lying between the upper row of needles and the lower row of needles. The next process step involves moving the lower row of needles sideways so that the lower card in the stack falls onto a conveyor belt and can be transported away.
  • WO 2015/144392 A1 describes a solution with several slide elements and a slide track for printing media to be labeled in the form of identification label sets.
  • the object of the present invention is to improve the separation of substrates. This object is solved by an article having the features of claim 1.
  • a separating device for separating stacked substrates, in particular print media comprises a frame and a stack holder for receiving a stack of substrates, in particular print media.
  • the separating device further comprises at least one separating element which is mounted on the frame so as to be rotatable about an axis of rotation and which is arranged such that a stack of substrates, in particular print media, arranged in the stack holder can be supported thereon, and which has (at least) one holder for engaging with one of the substrates, in particular print media, and a sliding section, which sliding section is designed to slide along another of the substrates, in particular print media, when the at least one separating element rotates about the axis of rotation.
  • the separation device can optionally be used as a stacking device for stacking individual substrates when the direction of rotation is reversed. This results in a large number of identical parts and simple production.
  • the sliding section of the at least one separating element is designed in the shape of a circular arc.
  • a substrate arranged in the stack holder (and a stack of substrates arranged therein) can be supported on the circular arc-shaped sliding section.
  • the separating element can be brought back into position after the separation of a first substrate in order to separate a second substrate. without moving the rest of the stack.
  • the separating element therefore has a dual function.
  • the holder of the at least one separating element optionally has a C-shaped contour or several C-shaped contours. This allows a respective substrate to be pulled off the rest of the stack particularly precisely using the rotary movement.
  • the receptacle of the at least one separation element defines, for example, an interior space and an opening. It can be provided that the opening is narrower than the interior space. For example, a clear width of the opening is smaller than (e.g. parallel to) a clear width of the interior space. This enables precise separation and, at the same time, a jam-free movement because the substrate can be moved in the rotating interior space.
  • the at least one separating element is designed in particular to lower the substrates individually vertically into an output area.
  • the individual substrates can thus be placed as print media, for example, on a transport device and transported to a printing area or to a printer.
  • the separating device can comprise a drive unit that is laterally offset relative to the stack holder. This enables a particularly compact design that can also be implemented in a simple modular manner.
  • the at least one separating element can be rotated unidirectionally several times around the axis of rotation, e.g. in order to separate several substrates one after the other. For example, a substrate is taken along with each full rotation. This enables continuous and uniform transport.
  • the at least one separating element can be disc-shaped. This enables a narrow design and at the same time a simple construction,
  • the separating device can have two separating elements that can be rotated in opposite directions.
  • the receptacles of the two separating elements can be brought into engagement with opposite sides, in particular front sides, of a substrate.
  • the separating device can comprise a first pair of separating elements that can be rotated in the opposite direction to a second pair of separating elements.
  • each substrate can be pulled off the stack at four corners at the same time, with the stack above it also being supported at four corners, which allows particularly orderly separating without jamming.
  • a separating device for separating stacked substrates, in particular print media.
  • the separating device can be designed as described above.
  • the separating device comprises a frame and a stack holder with two guides, between which a stack of rigid substrates, in particular print media, can be accommodated, wherein the guides are arranged at a first distance from one another.
  • the separating device further comprises at least two separating elements which are mounted on the frame so as to be rotatable about an axis of rotation in opposite directions to one another and which, in at least one rotational position, have a second distance from one another which is smaller than the first distance.
  • the separating elements also have holders which can be aligned with one another by rotating the separating elements, so that a third distance between the soles of the holders is greater than the second distance.
  • the stack holder is designed as part of the frame.
  • the frame and the stack holder are designed as one piece.
  • the third distance can be the same or larger than the first distance. This allows for particularly smooth separation.
  • the separating device is designed to separate flat and rigid substrates, in particular printing media.
  • the separating device is designed to separate substrates in the form of sign mats, each with several break-out identification plates.
  • sign mats are also referred to as marking element mats.
  • At least one rigid substrate in particular a printing medium, in particular in the form of a sign mat with several break-out identification signs, can be arranged in the stack holder.
  • the separation device enables several (particularly rigid) substrates with different dimensions, in particular with different Heights, can be arranged in the stack holder and separated with the separating device.
  • a first substrate with a first height and a second substrate with a second height are arranged in the stack holder and can be separated with the separating device, the second height being greater than the first height, for example at least twice as large.
  • the substrates have different heights or, for example, only some or all of the identification plates thereof if the substrates are designed in the form of plate mats.
  • the substrate can rest on each of the at least two separating elements before separation. It should be noted that the stack holder can also be filled with one or more additional substrates during separation. This allows uninterrupted processing.
  • a printing system comprises the singulating device according to any embodiment described herein.
  • the printing system further comprises a printer and a transport device for transporting the print media from the singulating device to the printer.
  • the transport device of the printing system comprises, for example, one or more rails for guiding the print media.
  • the separating device can be arranged in such a way that individual print media can be placed one after the other on the rail(s). This results in a particularly compact design.
  • a movable transport shuttle can be provided on which the individual print media can be placed.
  • a method for separating substrates, in particular printing media is specified, in particular using the separating device according to any embodiment described herein.
  • the separating device comprises a frame, a stack holder for receiving a stack of rigid substrates, in particular printing media, and at least one separating element mounted on the frame so as to be rotatable about an axis of rotation.
  • the method comprises the following steps: arranging a rigid substrate, in particular printing medium (in particular a stack of such printing media), in the stack holder; and conveying the (in particular of the lowest) substrate, in particular printing medium, arranged in the stack holder, to an output area by rotating the at least one separating element about the axis of rotation, wherein the substrate, in particular printing medium, is brought into engagement with a holder of the at least one separating element.
  • Fig. 1 is a schematic view of a printing system for
  • Fig. 2 is a view of a printing medium in the form of a sign mat with several break-out identification plates;
  • FIG. 3A to 3D views of a separating device of the printing system according to Fig. 1 in different stages of conveying a printing medium;
  • Fig. 4 is a view of the separating device according to Figs. 3A to 3D, showing a drive unit of the separating device;
  • Fig. 5 is a view of a passage of the separating device according to Fig. 3A to 3D;
  • Fig. 6A and 6B views of the separating device of the printing system according to Fig. 1 in different stages of conveying different printing media.
  • Fig. 1 shows a printing system 3 for printing on several individually printable substrates in the form of print media.
  • the printing system 3 comprises a separating device 1 into which a stack of print media can be fed automatically or manually.
  • a transport device 31 conveys individual print media output by the separating device 1 to a printer 32 of the printing system 3.
  • the printer 32 prints the individual print media one after the other. From the printer 32, the print media are transported to a stacking device 30 using the transport device 31 in the example shown.
  • the stacking device 30 stacks the individual printed print media into a stack, which can then be removed manually or automatically from the stacking device 30.
  • the stacking device 30 it could also be provided that the printed print media are simply ejected, for example.
  • Fig. 2 shows an example of such a substrate in the form of a printing medium 2.
  • the printing medium 2 comprises a plurality of identification plates 20.
  • the identification plates 20 are each formed on (at least) one of several webs 21.
  • the webs 21 are arranged parallel to one another and with the identification plates 20 between two guides 22.
  • the webs 21 are each fixed to both guides 22.
  • the printing medium 2 is formed in one piece. For example, it is an injection-molded part.
  • the printing medium 2 can consist of a plastic or comprise a plastic.
  • the individual identification plates 20 can be broken off from the webs 21.
  • an identification plate 20 printed with the printer 32 can be attached to an electrical or electronic component in order to identify it.
  • the identification plates 20 each have locking elements for locking with a respective component.
  • the printing medium 2 can also be referred to as a mat or card. It is plate-shaped and rigid. Due to the weight of the printing medium 2, the printing medium 2 does not bend or only bends insignificantly, for example if it is only held on one side or corner.
  • the printing medium 2 has a length, a width and a height.
  • the height is smaller than the length and the width.
  • the width is smaller than the length.
  • the guides 22 extend along the length.
  • the end faces of the printing medium 2 extend across its width.
  • the printing medium 2 can have a larger or smaller number of identification plates 20 and webs 21 for holding the identification plates 20.
  • Fig. 3A to 3D show the separating device 1 and its mode of operation.
  • the separating device 1 comprises a frame 10, a stack holder 11 and an output area 12.
  • the output area 12 is arranged vertically under the stack holder 11 when the separating device 1 is used as intended.
  • the transport device 31 has a pair of rails 310, wherein each of the guides 22 of the respective printing medium 2 sits on one of the rails 310 and is thus guided so as to be longitudinally displaceable.
  • the rails 310 of the transport device 31 are spaced apart from one another.
  • the rails 310 of the transport device 31 run parallel to one another. When the separating device 1 (and the printing system 3) is used as intended, the rails 310 extend horizontally.
  • the stack holder 11 comprises two guides 110, between which a stack of rigid print media 2 can be accommodated, e.g. automatically or manually inserted.
  • the guides 110 are arranged at a first distance A1 from each other.
  • the first distance A1 corresponds approximately to the length of the print media 2, which are guided vertically between the guides 110.
  • the separating device 1 generally comprises at least one separating element 13A, 13B, in the example shown exactly four separating elements 13A, 13B.
  • each of the separating elements 13A, 13B is mounted on the frame 10 so that it can rotate completely, i.e. by 360 degrees, about a respective axis of rotation D1, D2.
  • this is not mandatory and alternatively or additionally, it can be provided, for example, that the separating elements 13A, 13B for each
  • the separating device 1 comprises a first pair of separating elements 13A, which can be rotated in a first direction (clockwise in the view according to Fig. 3A), and a second pair of separating elements 13B, which can be rotated in a second direction opposite to the first direction (anticlockwise in the view according to Fig. 3A).
  • the two pairs are arranged on opposite sides of the stack holder 11.
  • the separating device it would also be conceivable, for example, for the separating device to have exactly two separating elements, which are arranged, for example, on opposite sides of the stack holder 11.
  • the separating elements 13A, 13B engage the front sides of the printing medium 2.
  • the separating elements 13A, 13B in the example shown are arranged such that they are arranged at four corners of a rectangular printing medium 2 positioned in the stack holder 11.
  • the separating elements 13A, 13B are designed identically to one another.
  • the first pair is oriented in the opposite direction to the second pair.
  • the separating elements are each arranged such that a stack of print media 2 arranged in the stack holder 11 can be supported thereon. Furthermore, the separating elements each have a holder 130 for engaging with one (the lowest) of the print media 2 and a sliding section 131.
  • the sliding section 131 is designed to slide along another of the print media 2 (the second from the bottom) when the at least one separating element 13A, 13B rotates about the axis of rotation D1, D2.
  • the sliding section 131 of the respective separating element 13A, 13B is formed in the shape of a circular arc and in this case is arranged concentrically to the respective axis of rotation D1, D2.
  • the receptacles 130 of the separating elements 13A, 13B are each formed on one side of the respective axis of rotation D1, D2. It should be noted at this point that the separating elements 13A, 13B shown each have exactly one receptacle 130, but that each of the separating elements 13A, 13B could alternatively have more than one receptacle 130, e.g. two or three receptacles 130. In general, each separating element 13A, 13B has, for example, at least one receptacle 130.
  • the separating elements 13A, 13B are flat (along the rotation axis D1, D2).
  • the separating elements 13A, 13B are disc-shaped.
  • Separation elements 13A, 13B can also be referred to as profiled discs. Separation is therefore carried out by profiled discs.
  • the receptacles 130 of the separating elements 13A, 13B each have a C-shaped contour.
  • the receptacles 130 are each formed by two projections facing each other. 132A, 132B. Between the projections 132A, 132B, an opening O to an interior space I of the receptacle 130 is formed.
  • the opening O is narrower than the interior space I.
  • the interior space I therefore widens starting from the opening O.
  • the interior space I has a larger width parallel to the width of the opening O. The end of the printing medium 2 arranged in the receptacle 130 can thus pivot in the receptacle 130.
  • One of the projections 132A, 132B namely the projection 132A on which a print medium 2 to be separated rests when it protrudes into the receptacle 130, has a rounded end.
  • this projection 132A slides along the underside of the print medium 2 without jamming when the separating element 13A is rotated.
  • the other projection 132B is inserted between the bottom two print media 2 when the separating element 13A is rotated and thus reliably separates them.
  • this projection 132B has a molded end in order to safely dip between the two bottom print media 2 of the stack even with larger manufacturing tolerances of the print media 2.
  • the projections 132A, 132B serve as skids.
  • the separating device 1 is placed on the transport device 31.
  • the separating elements 13A, 13B are each arranged next to one of the rails 310 or aligned with one of the rails 310 of the transport device 31, wherein, for example, in each of the two rails 310, a recess is formed for two of the separating elements 13A, 13B.
  • At least one printing medium 2 in particular a stack of printing media 2, for example in the form of the printing medium 2 shown in Fig. 2, is placed in the stack holder 11 (see e.g. Fig. 3A).
  • the (lowest) printing medium 2 then rests on each of the four separating elements 13A, 13B, namely on the sliding surface 131.
  • a second distance A2 is formed between the opposing (counter-rotatable) separating elements 13A, 13B.
  • the second distance A2 is the shortest distance between the sliding surfaces 131 aligned with one another. This second distance A2 is smaller than the first distance A1.
  • the separating elements 13A, 13B thus protrude into a shaft defined by the guides 110.
  • the print medium 2 arranged at the bottom in the stack holder 11 is conveyed to the output area 12 by rotating the separating elements 13A, 13B about the respective rotation axis D1, D2, wherein the print medium 2 is brought into engagement with a holder 130 of each of the separating elements 13A, 13B.
  • the separating elements 13A, 13B thereby grip the print medium 2 (bottommost in the stack) and separate it from the print media 2 above it in the stack.
  • the separating elements 13A, 13B are rotated completely around the respective axis of rotation D1, D2, i.e. by 360 degrees, for each print medium 2 to be separated.
  • the separating elements 13A, 13B it would also be conceivable for the separating elements 13A, 13B to each have two (or more) receptacles 130, so that two (or more) print media 2 can be separated per complete rotation. Because the separating elements 13A, 13B can be rotated completely around the axes of rotation D1, D2, the separation of several print media 2 can take place by a unidirectional rotary movement, i.e. without switching the direction of rotation.
  • the rotary movement can be stopped between the transport of two print media 2 or, alternatively, can continue continuously. All separating elements 13A, 13B move synchronously. The movements of the separating elements 13A, 13B are coupled to each other.
  • Fig. 3B shows a moment in which the receptacles 130 grip the front sides of the printing medium 2, shortly before the separating elements 13A, 13B separate the bottom printing medium 2 from the printing medium 2 above it by further rotation about the rotation axes D1, D2 by means of the upper projection 132B. The bottom printing medium 2 is then displaced vertically downwards.
  • Fig. 3C shows an enlarged view of a section of Fig. 3B. It also shows that as soon as the receptacles 130 of the opposing separating elements 13A, 13B are aligned with each other, a third distance A3 is formed between soles 134 of the receptacles 130.
  • the third distance A3 is approximately the same as (alternatively, e.g. larger than) the second distance A2.
  • the soles 134 of the receptacles 130 represent the corresponding axis of rotation D1, D2. facing part of the edge of the respective receptacle 130 (e.g. the half of the edge facing the corresponding axis of rotation D1, D2).
  • Fig. 3D shows a moment in which the separating elements 13A, 13B have continued to rotate and the separated printing medium 2 has already been deposited on the rails 310 in the output area 12. Depending on the rotation speed, this can take place passively as a result of gravity as soon as the openings O are rotated far enough downwards, or actively by means of the upper projections 132B.
  • the printing medium 2 is thus separated and can be transported to the printer 32 by means of the transport device 31.
  • the drive unit 15 comprises a motor 150 and, in the example shown, several gears 151, 152 (although of course other types of drive that rotate in opposite directions are also conceivable). It can also be seen that each pair of separating elements 13A, 13B is each fixed in a rotationally fixed manner to a shaft 133. One of the gears 152 is also fixed in a rotationally fixed manner to each of the two shafts 133. In order to bring about the opposite directions of rotation of the pairs of separating elements 13A, 13B (and of the two shafts 133), the drive unit 15 has a number of gears 151, 152 connected in series for the first pair and the second pair that differs by one.
  • a drive pinion 153 of the motor 150 drives the shaft 133 shown on the left in Fig. 4 via a total of two gears 151, 152, while the drive pinion 153 drives the shaft 133 arranged on the right in the view of Fig. 4 via a total of three gears 151, 152.
  • a sensor detects the position of the separating elements 13A, 13B, i.e. in particular a current angle of rotation (e.g. relative to the frame 10).
  • the motor 15 can thus coordinate the separation with the conveying by means of the transport device 31.
  • the frame 10 has two arms 100. While the guides 110 of the stack holder 11 extend vertically upwards, the arms 100 extend vertically downwards. A passage 101 is formed between the arms 100. The passage 101 is designed to receive a section of the transport device 31 of the printing system 3. In the assembled state, the transport device 31 of the printing system 3 extends in the passage 101.
  • the drive device 15 is arranged offset to the side of the stack holder 11. This frees up the installation space under the stack holder 11. This enables a particularly compact and modular design. In addition, the installation space in front of and behind the front sides of the print media 2 is not blocked by the drive.
  • the separating device can also be used as a stacking device for stacking individual print media 2 when the direction of rotation is reversed. This results in a large number of identical parts.
  • the stacking device 30 is constructed in the same way as the separating device 1.
  • the drive device 15 is mounted on one of the arms 100.
  • the drive device 15 is arranged below the stack holder 11.
  • the active separation of the print media 2 enables a safe separation at high speed.
  • the front-side separation enables a particularly simple structure. This makes the separation device particularly robust with regard to length tolerances of the print media 2. For example, it is not necessary to precisely hit a lateral recess.
  • Fig. 6A and 6B illustrate that with the described separating device 1 it is possible to separate differently shaped print media 2, 2' and in particular to stack them simultaneously in the stack holder 11.
  • the separating device 1 can process such mixed, i.e. non-pure stacks, in this case without changing any settings.
  • the idea underlying the invention is not limited to the embodiments described above, but can in principle also be implemented in a completely different way.

Landscapes

  • Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)

Abstract

Eine Vereinzelungsvorrichtung (1) zum Vereinzeln aufgestapelter Substrate (2; 2') umfasst: einen Rahmen (10) und eine Stapelaufnahme (11) zum Aufnehmen eines Stapels von Substraten (2; 2'). Die Vereinzelungsvorrichtung umfasst dabei zumindest ein um eine Drehachse (D1, D2) drehbar am Rahmen (10) gelagertes Vereinzelungselement (13A, 13B), das so angeordnet ist, dass ein in der Stapelaufnahme (11) angeordneter Stapel von Substraten (2; 2') darauf abstützbar ist, und das eine Aufnahme (130) zum Eingriff mit einem der Substrate (2; 2') und einen Gleitabschnitt (131) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, an einem weiteren der Substrate (2; 2') bei einer Drehung des zumindest einen Vereinzelungselements (13A, 13B) um die Drehachse (D1, D2) entlang zu gleiten.

Description

Vereinzelungsvorrichtung zum Vereinzeln aufgestapelter Substrate
Die Erfindung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung zum Vereinzeln aufgestapelter Substrate, ein Bedruckungssystem mit einer solchen Vereinzelungsvorrichtung und ein Verfahren zum Vereinzeln von Substraten.
Beispielsweise durch einen Drucker nacheinander zu bedruckende Substrate, insbesondere Druckmedien, werden typischerweise stapelweise bereitgestellt. Um die Druckmedien dem Drucker zuzuführen, werden diese typischerweise zunächst aus dem Stapel heraus vereinzelt. Während dies bei flexiblen Druckmedien wie Seiten aus Papier regelmäßig in einfacher Weise z.B. mittels gummierter Walzen erfolgen kann, wird eine im Vergleich dazu in der Regel aufwendigere Mechanik benötigt, wenn starre Druckmedien zu bedrucken sind.
In der DE 202012 101 998 U1 ist eine Vereinzelungsvorrichtung beschrieben, welche eine obere Nadelreihe und eine untere Nadelreihe aufweist. Soll ein Druckmedium in Form einer starren Karte von einem Stapel abgezogen werden, so wird die obere Nadelreihe außer Eingriff mit dem Stapel gebracht, indem die obere Nadelreihe seitlich verschoben wird. Da die Unterstützung nun fehlt, fallen die Karten des Stapels nach unten auf die untere Nadelreihe. Anschließend wird die obere Nadelreihe wieder vorgeschoben, wobei die Karte nun zwischen der oberen Nadelreihe und der unteren Nadelreihe liegt. Der nächste Prozessschritt sieht vor, dass die untere Nadelreihe seitlich verschoben wird, so dass die untere Karte des Stapels auf ein Transportband fällt und abtransportiert werden kann.
Die WO 2015/144392 A1 beschreibt eine Lösung mit mehreren Schieberelementen und einer Rutschbahn für zu beschriftende Druckmedien in Form von Kennzeichnungsschildersätzen.
Den bekannten Vorrichtungen ist gemein, dass sie jeweils auf einer komplexen Mechanik basieren und zudem konstruktionsbedingt in der Geschwindigkeit begrenzt sind, weil zwischen mehreren Schiebebewegungen vor und zurück auf ein Herunterfallen der Druckmedien zu warten ist. Darüber hinaus sind die bekannten Lösungen anfällig für toleranzbedingte Variationen in den Abmessungen der Druckmedien.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Vereinzelung von Substraten zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach umfasst eine Vereinzelungsvorrichtung zum Vereinzeln aufgestapelter Substrate, insbesondere Druckmedien, einen Rahmen und eine Stapelaufnahme zum Aufnehmen eines Stapels von Substraten, insbesondere Druckmedien. Die Vereinzelungsvorrichtung umfasst ferner zumindest ein um eine Drehachse drehbar am Rahmen gelagertes Vereinzelungselement, das so angeordnet ist, dass ein in der Stapelaufnahme angeordneter Stapel von Substraten, insbesondere Druckmedien, darauf abstützbar ist, und das (zumindest) eine Aufnahme zum Eingriff mit einem der Substrate, insbesondere Druckmedien, und einen Gleitabschnitt aufweist, welcher Gleitabschnitt dazu eingerichtet ist, an einem weiteren der Substrate, insbesondere Druckmedien, bei einer Drehung des zumindest einen Vereinzelungselements um die Drehachse entlang zu gleiten.
Das basiert auf dem Gedanken, eine Vereinzelung anstelle mehrerer Ebenen von Schiebern durch ein drehbares Vereinzelungselement zu realisieren, welches gleichzeitig ein Substrat, insbesondere Druckmedium, aus dem Stapel abzieht und den restlichen, insbesondere darüberliegenden Stapel abstützt. Dabei ist kein Richtungswechsel einer Bewegung nötig. Das macht die Mechanik besonders einfach und zugleich robust und damit verlässlich. Darüber hinaus muss nicht gewartet werden, bis ein oder mehrere Substrate, insbesondere Druckmedien allein durch Wirken der Gravitation nach unten fallen, sondern das Abziehen eines zu vereinzelnden Substrats, insbesondere Druckmediums, aus dem Stapel kann aktiv erfolgen. Auch hierdurch kann die Wahrscheinlichkeit eines Verklemmens deutlich reduziert werden. Bei den Substraten, insbesondere Druckmedien, kann es sich insbesondere um starre Objekte handeln, die sich, anders als z.B. Papier, durch ihr Eigengewicht nicht oder nur unwesentlich verformen. Vorteilhaft ist ferner, dass die Vereinzelungsvorrichtung optional bei umgekehrter Drehrichtung auch als Aufstapelungsvorrichtung zum Aufstapeln einzelner Substrate einsetzbar sein kann. Hierdurch ergibt sich eine große Anzahl an Gleichteilen und eine einfache Herstellung.
Optional ist der Gleitabschnitt des zumindest einen Vereinzelungselements kreisbogenförmig ausgebildet. Auf dem kreisbogenförmigen Gleitabschnitt ist ein in der Stapelaufnahme angeordnetes Substrat (und ein darin angeordneter Stapel von Substraten) abstützbar. Hierdurch kann das Vereinzelungselement nach der Vereinzelung eines ersten Substrats erneut in Stellung gebracht werden, um ein zweites Substrat zu vereinzeln, ohne den übrigen Stapel zu verlagern. Das Vereinzelungselement weist somit eine Doppelfunktion auf.
Die Aufnahme des zumindest einen Vereinzelungselements weist optional eine C-förmige Kontur oder mehrere C-förmige Konturen auf. Hierdurch kann ein jeweiliges Substrat besonders präzise mit der Drehbewegung vom übrigen Stapel abgezogen werden.
Die Aufnahme des zumindest einen Vereinzelungselements definiert z.B. einen Innenraum und eine Öffnung. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Öffnung enger ist als der Innenraum. Beispielsweise ist eine lichte Weite der Öffnung kleiner als (z.B. parallel dazu) eine lichte Weite des Innenraums. Das ermöglicht eine präzise Vereinzelung und zugleich eine klemmfreie Bewegung, weil das Substrat im rotierenden Innenraum verlagert werden kann.
Das zumindest eine Vereinzelungselement ist insbesondere dazu eingerichtet, die Substrate einzeln vertikal in einen Ausgabebereich abzusenken. So können die einzelnen Substrate als Druckmedien z.B. auf einer Transportvorrichtung abgelegt und in einen Druckbereich oder zu einem Drucker transportiert werden.
Die Vereinzelungsvorrichtung kann eine relativ zur Stapelaufnahme seitlich versetzt angeordnete Antriebseinheit umfassen. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauform ermöglicht, die zudem in einfacher Weise modular ausführbar ist.
Das zumindest eine Vereinzelungselement kann unidirektional mehrfach um die Drehachse drehbar sein, z.B. um mehrere Substrate nacheinander zu vereinzeln. Beispielsweise wird bei jeder ganzen Umdrehung ein Substrat mitgenommen. Das ermöglicht eine kontinuierliche und gleichmäßige Beförderung.
Das zumindest eine Vereinzelungselement kann scheibenförmig ausgebildet sein. Das ermöglicht eine schmale Bauweise und zugleich einfache Konstruktion,
Die Vereinzelungsvorrichtung kann zwei entgegengesetzt zueinander drehbare Vereinzelungselemente aufweisen. Die Aufnahmen der beiden Vereinzelungselemente können mit gegenüberliegenden Seiten, insbesondere Stirnseiten, eines Substrats in Eingriff bringbar sein. So kann eine besonders präzise und leichtgängige Konstruktion erzielt werden. Ferner kann die Vereinzelungsvorrichtung ein erstes Paar Vereinzelungselemente umfassen, das entgegengesetzt zu einem zweiten Paar von Vereinzelungselementen drehbar ist. So kann jedes Substrat z.B. an vier Ecken gleichzeitig vom Stapel abgezogen werden, wobei der darüberliegende Stapel ebenfalls an vier Ecken abgestützt wird, was ein besonders geordnetes Vereinzeln erlaubt, ohne zu verkanten.
Gemäß einem Aspekt wird eine Vereinzelungsvorrichtung zum Vereinzeln aufgestapelter Substrate, insbesondere Druckmedien, angegeben. Die Vereinzelungsvorrichtung kann wie vorstehend beschrieben ausgebildet sein. Die Vereinzelungsvorrichtung umfasst einen Rahmen und eine Stapelaufnahme mit zwei Führungen, zwischen denen ein Stapel starrer Substrate, insbesondere Druckmedien, aufnehmbar ist, wobei die Führungen in einem ersten Abstand zueinander angeordnet sind. Dabei umfasst die Vereinzelungsvorrichtung ferner zumindest zwei um jeweils eine Drehachse entgegengesetzt zueinander drehbar am Rahmen gelagerte Vereinzelungselemente, die in zumindest einer Drehlage einen zweiten Abstand zueinander aufweisen, der kleiner ist als der erste Abstand. Ferner weisen die Vereinzelungselemente Aufnahmen auf, welche durch Drehung der Vereinzelungselemente aufeinander ausrichtbar sind, sodass ein dritter Abstand zwischen Sohlen der Aufnahmen größer ist als der zweite Abstand. Hinsichtlich der Vorteile wird auf die obigen Angaben Bezug genommen. Optional wird die Stapelaufnahme als ein Teil des Rahmens ausgebildet. Beispielsweise werden der Rahmen und die Stapelaufnahme einstückig ausgebildet.
Der dritte Abstand kann gleichgroß sein wie oder größer sein als der erste Abstand. So wird eine besonders leichtgängige Vereinzelung erzielt.
Optional ist die Vereinzelungsvorrichtung dazu eingerichtet, flache und starre Substrate, insbesondere Druckmedien, zu vereinzeln. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Vereinzelungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, Substrate in Form von Schildermatten mit jeweils mehreren herausbrechbaren Kennzeichnungsschildern zu vereinzeln. Solche Schildermatten werden auch als Markierungselementmatten bezeichnet.
Zumindest ein starres Substrat, insbesondere Druckmedium, insbesondere in Form einer Schildermatte mit mehreren herausbrechbaren Kennzeichnungsschildern, kann in der Stapelaufnahme angeordnet sein.
Die Vereinzelungsvorrichtung ermöglicht es, dass mehrere (insbesondere starre) Substrate mit unterschiedlichen Abmessungen, insbesondere mit unterschiedlichen Höhen, in der Stapelaufnahme anordenbar und mit der Vereinzelungsvorrichtung vereinzelbar sind. Beispielsweise sind ein erstes Substrat mit einer ersten Höhe und ein zweites Substrat mit einer zweiten Höhe in der Stapelaufnahme angeordnet und mit der Vereinzelungsvorrichtung vereinzelbar, wobei die zweite Höhe z.B. größer ist als die erste Höhe, beispielsweise mindestens doppelt so groß. So können mit derselben Vereinzelungsvorrichtung unterschiedlichste Substrate vereinzelt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Substrate unterschiedliche Höhen aufweisen oder z.B. nur einzelne oder sämtliche der Kennzeichnungsschilder davon, wenn die Substrate in Form von Schildermatten ausgebildet sind.
Das Substrat kann vor dem Vereinzeln auf jedem der zumindest zwei Vereinzelungselemente aufliegen. Es sei angemerkt, dass die Stapelaufnahme auch während einer Vereinzelung mit einem oder mehreren weiteren Substraten befüllt werden kann. Das erlaubt eine unterbrechungsfreie Verarbeitung.
Gemäß einem Aspekt wird ein Bedruckungssystem bereitgestellt. Das Bedruckungssystem umfasst die Vereinzelungsvorrichtung nach einer beliebigen hierein beschriebenen Ausgestaltung. Ferner umfasst das Bedruckungssystem einen Drucker und eine Transportvorrichtung zum Befördern der Druckmedien von der Vereinzelungsvorrichtung zum Drucker. Hinsichtlich der Vorteile wird auf die obigen Angaben zur Vereinzelungsvorrichtung Bezug genommen.
Die Transportvorrichtung des Bedruckungssystems umfasst z.B. eine oder mehrere Schiene(n) zum Führen der Druckmedien. Die Vereinzelungsvorrichtung kann so angeordnet sein, dass damit einzelne Druckmedien nacheinander auf der oder den Schienen ablegbar sind. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauweise erzielt. Alternativ oder zusätzlich kann ein bewegbares Transportshuttle vorgesehen sein, auf welchem die einzelnen Druckmedien ablegbar sind.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Vereinzeln von Substraten, insbesondere Druckmedien, angegeben, insbesondere unter Verwendung der Vereinzelungsvorrichtung nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung. Die Vereinzelungsvorrichtung umfasst einen Rahmen, eine Stapelaufnahme zum Aufnehmen eines Stapels von starren Substraten, insbesondere Druckmedien, und zumindest ein um eine Drehachse drehbar am Rahmen gelagertes Vereinzelungselement. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Anordnen eines starren Substrats, insbesondere Druckmediums (insbesondere eines Stapels solcher Druckmedien), in der Stapelaufnahme; und Befördern des (insbesondere des untersten) in der Stapelaufnahme angeordneten Substrats, insbesondere Druckmediums, zu einem Ausgabebereich durch Drehen des zumindest einen Vereinzelungselements um die Drehachse, wobei das Substrat, insbesondere Druckmedium, in Eingriff mit einer Aufnahme des zumindest einen Vereinzelungselements gebracht wird. Hinsichtlich der Vorteile wird wiederum auf die obigen Angaben zur oben beschriebenen Vereinzelungsvorrichtung Bezug genommen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Bedruckungssystems zum
Bedrucken von Druckmedien;
Fig. 2 eine Ansicht eines Druckmediums in Form einer Schildermatte mit mehreren herausbrechbaren Kennzeichnungsschildern;
Fig. 3A bis 3D Ansichten einer Vereinzelungsvorrichtung des Bedruckungssystems gemäß Fig. 1 in verschiedenen Stadien der Förderung eines Druckmediums;
Fig. 4 eine Ansicht der Vereinzelungsvorrichtung gemäß Fig. 3A bis 3D, wobei eine Antriebseinheit der Vereinzelungsvorrichtung gezeigt ist;
Fig. 5 eine Ansicht auf einen Durchgang der Vereinzelungsvorrichtung gemäß Fig. 3A bis 3D; und
Fig. 6A und 6B Ansichten der Vereinzelungsvorrichtung des Bedruckungssystems gemäß Fig. 1 in verschiedenen Stadien der Förderung von unterschiedlichen Druckmedien.
Fig. 1 zeigt ein Bedruckungssystem 3 zum Bedrucken von mehreren einzeln bedruckbaren Substraten in Form von Druckmedien. Hierzu umfasst das Bedruckungssystem 3 eine Vereinzelungsvorrichtung 1 , in welche automatisiert oder manuell ein Stapel von Druckmedien eingegeben werden kann. Eine Transportvorrichtung 31 befördert einzelne, von der Vereinzelungsvorrichtung 1 ausgegebene Druckmedien zu einem Drucker 32 des Bedruckungssystems 3. Der Drucker 32 bedruckt die einzelnen Druckmedien nacheinander. Vom Drucker 32 werden die Druckmedien mittels der Transportvorrichtung 31 im gezeigten Beispiel zu einer Aufstaplungsvorrichtung 30 befördert. Die Aufstaplungsvorrichtung 30 stapelt die einzelnen bedruckten Druckmedien zu einem Stapel, welcher sodann manuell oder automatisiert aus der Aufstaplungsvorrichtung 30 entnommen werden kann. Anstelle der Aufstaplungsvorrichtung 30 könnte auch vorgesehen sein, dass die bedruckten Druckmedien z.B. einfach ausgeworfen werden.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines solchen Substrats in Form eines Druckmediums 2. Das Druckmedium 2 umfasst eine Vielzahl an Kennzeichnungsschildern 20. Die Kennzeichnungsschilder 20 sind jeweils an (zumindest) einem von mehreren Stegen 21 angeformt. Die Stege 21 sind parallel zueinander und mit den Kennzeichnungsschildern 20 zwischen zwei Führungen 22 angeordnet. Die Stege 21 sind dabei jeweils an beiden Führungen 22 fixiert. Das Druckmedium 2 ist einstückig ausgebildet. Beispielsweise handelt es sich um ein Spritzgussteil. Insbesondere kann das Druckmedium 2 aus einem Kunststoff bestehen oder einen Kunststoff umfassen. Die einzelnen Kennzeichnungsschilder 20 sind von den Stegen 21 abbrechbar. So kann ein mit dem Drucker 32 bedrucktes Kennzeichnungsschild 20 z.B. an einer elektrischen oder elektronischen Komponente angebracht werden, um diese zu kennzeichnen. Die Kennzeichnungsschilder 20 weisen hierzu jeweils Rastelemente zum Verrasten mit einer jeweiligen Komponente auf.
Das Druckmedium 2 kann auch als Matte oder Karte (auf Englisch als „card“) bezeichnet werden. Es ist plattenförmig und starr. Durch das Eigengewicht des Druckmediums 2 biegt sich das Druckmedium 2 nicht oder nur unwesentlich, also wenn es beispielsweise nur an einer Seite oder Ecke gehalten wird.
Das Druckmedium 2 weist eine Länge, eine Breite und eine Höhe auf. Die Höhe ist kleiner als die Länge und die Breite. Die Breite ist kleiner als die Länge. Die Führungen 22 erstrecken sich entlang der Länge. Die Stirnseiten des Druckmediums 2 erstrecken sich über dessen Breite.
Je nach benötigter Form und Größe der Kennzeichnungsschilder 20 kann das Druckmedium 2 eine größere oder kleinere Anzahl an Kennzeichnungsschildern 20 und Stegen 21 zum Halten der Kennzeichnungsschilder 20 aufweisen.
Fig. 3A bis 3D zeigen die Vereinzelungsvorrichtung 1 und deren Funktionsweise. Die Vereinzelungsvorrichtung 1 umfasst einen Rahmen 10, eine Stapelaufnahme 11 und einen Ausgabebereich 12. Der Ausgabebereich 12 ist beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vereinzelungsvorrichtung 1 vertikal unter der Stapelaufnahme 11 angeordnet. Mittels der Transportvorrichtung 31 ist jeweils ein Druckmedium 2 vom Ausgabebereich 12 zum Drucker 32 bewegbar, vorliegend verschiebbar. Hierzu weist die Transportvorrichtung 31 ein Paar von Schienen 310 auf, wobei jede der Führungen 22 des jeweiligen Druckmediums 2 auf einer der Schienen 310 aufsitzt und dadurch längsverschieblich geführt ist. Die Schienen 310 der Transportvorrichtung 31 sind voneinander beabstandet. Die Schienen 31 O der Transportvorrichtung 31 verlaufen parallel zueinander. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vereinzelungsvorrichtung 1 (und des Bedruckungssystems 3) erstrecken sich die Schienen 310 horizontal.
Die Stapelaufnahme 11 umfasst zwei Führungen 110, zwischen denen ein Stapel starrer Druckmedien 2 aufnehmbar ist, z.B. automatisiert oder manuell einlegbar. Die Führungen 110 sind in einem ersten Abstand A1 zueinander angeordnet. Der erste Abstand A1 entspricht ungefähr der Länge der Druckmedien 2, welche zwischen den Führungen 110 vertikal geführt sind.
Ferner umfasst die Vereinzelungsvorrichtung 1 generell zumindest ein Vereinzelungselement 13A, 13B, im gezeigten Beispiel genau vier Vereinzelungselemente 13A, 13B. Jedes der Vereinzelungselemente 13A, 13B ist im gezeigten Beispiel vollständig, also um 360 Grad, um eine jeweilige Drehachse D1 , D2 drehbar am Rahmen 10 gelagert. Dies ist aber nicht zwingend und alternativ oder zusätzlich kann z.B. vorgesehen sein, dass die Vereinzelungselemente 13A, 13B für jeden
Vereinzelungsvorgang vor und wieder zurück drehbar sind. Die Vereinzelungsvorrichtung 1 umfasst ein erstes Paar Vereinzelungselemente 13A, das in eine erste Richtung (in der Ansicht gemäß Fig. 3A mit dem Urzeigersinn) drehbar ist, und ein zweites Paar Vereinzelungselemente 13B, welches in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung (in der Ansicht gemäß Fig. 3A gegen den Uhrzeigersinn) drehbar ist. Die beiden Paare sind an gegenüberliegenden Seiten der Stapelaufnahme 11 angeordnet. Alternativ wäre allerdings auch beispielsweise denkbar, dass die Vereinzelungsvorrichtung genau zwei Vereinzelungselemente aufweist, welche beispielsweise an gegenüberliegenden Seiten der Stapelaufnahme 11 angeordnet sind.
Von den vorliegend vier Vereinzelungselementen 13A, 13B sind zwei (nämlich das erste Paar) an einer Seite der Stapelaufnahme 11 angeordnet, zwei weitere (nämlich das zweite Paar) an einer dazu gegenüberliegenden Seite der Stapelaufnahme 11 , und damit auch entsprechend an gegenüberliegenden Seiten eines in der Stapelaufnahme 11 positionierten Druckmediums 2. Die Vereinzelungselemente 13A, 13B greifen im gezeigten Beispiel an den Stirnseiten des Druckmediums 2 daran an. Konkret sind die Vereinzelungselemente 13A, 13B im gezeigten Beispiel so angeordnet, dass sie an vier Ecken eines in der Stapelaufnahme 11 positionierten, rechteckigen Druckmediums 2 angeordnet sind.
Vorliegend sind die Vereinzelungselemente 13A, 13B untereinander gleich ausgebildet. Dabei ist das erste Paar im Vergleich zum zweiten Paar umgekehrt orientiert.
Die Vereinzelungselemente sind jeweils so angeordnet, dass ein in der Stapelaufnahme 11 angeordneter Stapel von Druckmedien 2 darauf abstützbar ist. Ferner weisen die Vereinzelungselemente jeweils eine Aufnahme 130 zum Eingriff mit einem (dem untersten) der Druckmedien 2 und einen Gleitabschnitt 131 auf. Der Gleitabschnitt 131 ist dazu eingerichtet, an einem weiteren der Druckmedien 2 (dem zweiten von unten) bei einer Drehung des zumindest einen Vereinzelungselements 13A, 13B um die Drehachse D1 , D2 entlangzugleiten.
Der Gleitabschnitt 131 des jeweiligen Vereinzelungselements 13A, 13B ist kreisbogenförmig ausgebildet und vorliegend konzentrisch zur jeweiligen Drehachse D1 , D2 angeordnet. Die Aufnahmen 130 der Vereinzelungselemente 13A, 13B sind jeweils einseitig der jeweiligen Drehachse D1 , D2 ausgebildet. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die gezeigten Vereinzelungselemente 13A, 13B jeweils genau eine Aufnahme 130 aufweisen, dass jedes der Vereinzelungselemente 13A, 13B jedoch alternativ dazu auch mehr als eine Aufnahme 130 aufweisen könnte, z.B. zwei oder drei Aufnahmen 130. Im Allgemeinen weist jedes Vereinzelungselement 13A, 13B also z.B. mindestens eine Aufnahme 130 auf.
Die Vereinzelungselemente 13A, 13B sind flach (entlang der Drehachse D1 , D2). Die Vereinzelungselemente 13A, 13B sind vorliegend scheibenförmig. Die
Vereinzelungselemente 13A, 13B können auch als profilierte Scheiben bezeichnet werden. Die Vereinzelung erfolgt also durch profilierte Scheiben.
Beispielsweise anhand der Fig. 3C ist ersichtlich, dass die Aufnahmen 130 der Vereinzelungselemente 13A, 13B jeweils eine C-förmige Kontur aufweisen. Die Aufnahmen 130 werden dabei jeweils von zwei aufeinander zu weisende Vorsprünge 132A, 132B berandet. Zwischen den Vorsprüngen 132A, 132B ist eine Öffnung O zu einem Innenraum I der Aufnahme 130 ausgebildet. Die Öffnung O ist dabei enger als der Innenraum I. Ausgehend von der Öffnung O weitet sich der Innenraum I also. Parallel zur Weite der Öffnung O weist der Innenraum I eine größere Weite auf. So kann das in der Aufnahme 130 angeordnete Ende des Druckmediums 2 in der Aufnahme 130 schwenken.
Einer derVorsprünge 132A, 132B, nämlich derjenige Vorsprung 132A, auf welchem ein zu vereinzelndes Druckmedium 2 aufliegt, wenn es in die Aufnahme 130 ragt, weist ein abgerundetes Ende auf. Dadurch gleitet dieser Vorsprung 132A bei einer Drehung des Vereinzelungselements 13A ohne zu verklemmen an der Unterseite des Druckmediums 2 entlang. Der andere Vorsprung 132B wird bei einer Drehung des Vereinzelungselements 13A zwischen die untersten beiden Druckmedien 2 eingebracht und trennt diese auf diese Weise verlässlich. Dieser Vorsprung 132B weist im gezeigten Beispiel ein angespritztes Ende auf, um selbst bei größeren Herstellungstoleranzen der Druckmedien 2 sicher zwischen die zwei untersten Druckmedien 2 des Stapels einzutauchen. Die Vorsprünge 132A, 132B dienen als Kufen.
Die Vereinzelungsvorrichtung 1 ist auf der Transportvorrichtung 31 aufgesetzt. Die Vereinzelungselemente 13A, 13B sind jeweils neben einer der Schienen 310 angeordnet oder auf eine der Schienen 310 der Transportvorrichtung 31 ausgerichtet, wobei dann z.B. in jeder der beiden Schienen 310 ist für jeweils zwei der Vereinzelungselemente 13A, 13B jeweils eine Aussparung ausgebildet ist.
Bezugnehmend auf Fig. 3A bis 3D wird nun ein Verfahren zum Vereinzeln von Druckmedien 2 mit der Vereinzelungsvorrichtung 1 erläutert.
In einem ersten Schritt wird ein mindestens ein Druckmedium 2, insbesondere ein Stapel Druckmedien 2, beispielsweise jeweils in Form des in Fig. 2 gezeigten Druckmediums 2, in die Stapelaufnahme 11 eingelegt (siehe z.B. Fig. 3A). Das (unterste) Druckmedium 2 liegt sodann auf jedem der hier vier Vereinzelungselemente 13A, 13B auf, und zwar jeweils auf der Gleitfläche 131. Zwischen den gegenüberliegenden (gegensinnig drehbaren) Vereinzelungselementen 13A, 13B ist ein zweiter Abstand A2 ausgebildet. Konkret ist der zweite Abstand A2 die kürzeste Strecke zwischen den zueinander ausgerichteten Gleitflächen 131. Dieser zweite Abstand A2 ist kleiner als der erste Abstand A1. Die Vereinzelungselemente 13A, 13B ragen also in einen durch die Führungen 110 definierten Schacht hinein. Die Druckmedien 2, die eine Länge aufweisen, welche (etwas) kleiner ist als der erste Abstand (oder gleichgroß), jedoch größer als der zweite Abstand A2, liegen auf den Vereinzelungselementen 13A, 13B auf.
Als Nächstes wird das in der Stapelaufnahme 11 zuunterst angeordnete Druckmedium 2 durch Drehen der Vereinzelungselemente 13A, 13B um die jeweilige Drehachse D1 , D2 zum Ausgabebereich 12 befördert, wobei das Druckmedium 2 in Eingriff mit einer Aufnahme 130 von jedem der Vereinzelungselemente 13A, 13B gebracht wird. Die Vereinzelungselemente 13A, 13B greifen dabei das (im Stapel unterste) Druckmedium 2 und trennen es von den darüberliegenden Druckmedien 2 des Stapels.
Vorliegend werden die Vereinzelungselemente 13A, 13B pro zu vereinzelndem Druckmedium 2 einmal vollständig um die jeweilige Drehachse D1 , D2 gedreht, also um 360 Grad. Alternativ wäre aber auch denkbar, dass die Vereinzelungselemente 13A, 13B jeweils zwei (oder mehr) Aufnahmen 130 aufweisen, sodass pro vollständige Umdrehung zwei (oder mehr) Druckmedien 2 vereinzelt werden können. Weil die Vereinzelungselemente 13A, 13B vollständig um die Drehachsen D1 , D2 drehbar sind, kann das Vereinzeln mehrerer Druckmedien 2 durch eine unidirektionale Drehbewegung erfolgen, also ohne ein Umschalten der Drehrichtung. Das erlaubt eine besonders einfache Antriebsmechanik, die weiter unten noch näher beschrieben werden wird, und die zudem durch das nicht vorhandene Umschalten einer Drehrichtung nicht zum Verklemmen neigt. Die Drehbewegung kann zwischen der Beförderung zweier Druckmedien 2 gestoppt werden oder alternativ kontinuierlich weiterlaufen. Sämtliche Vereinzelungselemente 13A, 13B bewegen sich dabei synchron. Die Bewegungen der Vereinzelungselemente 13A, 13B sind miteinander gekoppelt.
Fig. 3B zeigt einen Moment, in welchem die Aufnahmen 130 die Stirnseiten des Druckmediums 2 umgreifen, kurz bevor die Vereinzelungselemente 13A, 13B durch weitere Drehung um die Drehachsen D1 , D2 mittels des oberen Vorsprungs 132B das unterste Druckmedium 2 vom darüberliegenden Druckmedium 2 trennen. Dabei wird dann das unterste Druckmedium 2 vertikal nach unten verlagert.
Fig. 3C zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der Fig. 3B. Darin ist auch veranschaulicht, dass, sobald die Aufnahmen 130 der gegenüberliegenden Vereinzelungselemente 13A, 13B aufeinander ausgerichtet sind, ein dritter Abstand A3 zwischen Sohlen 134 der Aufnahmen 130 ausgebildet ist. Im gezeigten Beispiel ist der dritte Abstand A3 in etwa gleichgroß wie (alternativ z.B. größer als) der zweite Abstand A2. Die Sohlen 134 der Aufnahmen 130 stellen den der entsprechenden Drehachse D1 , D2 zugewandten Teil der Berandung der jeweiligen Aufnahme 130 dar (z.B. die der entsprechenden Drehachse D1 , D2 zugewandte Hälfte der Berandung).
Fig. 3D zeigt einen Moment, in welchem die Vereinzelungselemente 13A, 13B weiter rotiert sind und das vereinzelte Druckmedium 2 bereits im Ausgabebereich 12 auf den Schienen 310 abgelegt ist. Je nach Drehgeschwindigkeit kann dies passiv infolge der Schwerkraft erfolgen, sobald die Öffnungen O weit genug nach unten gedreht sind, oder aktiv mittels der oberen Vorsprünge 132B.
Das Druckmedium 2 ist somit vereinzelt und kann mittels der Transportvorrichtung 31 zum Drucker 32 transportiert werden.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Antriebseinheit 15 der Vereinzelungsvorrichtung 1. Die Antriebseinheit 15 umfasst einen Motor 150 und im gezeigten Beispiels mehrere Zahnräder 151 , 152 (wobei selbstverständlich auch andere gegenläufige Antriebsarten denkbar sind). Ferner ist ersichtlich, dass jedes Paar von Vereinzelungselementen 13A, 13B jeweils drehfest an einer Welle 133 fixiert ist. An jeder der beiden Wellen 133 ist ferner eines der Zahnräder 152 drehfest fixiert. Um die gegensinnigen Drehrichtungen der Paare von Vereinzelungselementen 13A, 13B (und der beiden Wellen 133) zu bewirken, weist die Antriebseinheit 15 für das erste Paar und das zweite Paar eine um Eins verschiedene Anzahl an in Reihe geschalteten Zahnräder 151 , 152 auf. So treibt ein Antriebsritzel 153 des Motos 150 (siehe z.B. Fig. 3A und 3B) die in Fig. 4 links dargestellte Welle 133 über insgesamt zwei Zahnräder 151 , 152 an, während das Antriebsritzel 153 die in der Ansicht der Fig. 4 rechts angeordnete Welle 133 über insgesamt drei Zahnräder 151 , 152 antreibt.
Ein Sensor (z.B. im Motor 15) erfasst die die Position der Vereinzelungselemente 13A, 13B, also insbesondere einen aktuellen Drehwinkel (z.B. relativ zum Rahmen 10). So kann der Motor 15 die Vereinzelung auf die Förderung mittels der Transportvorrichtung 31 abstimmen.
Wie insbesondere anhand der Fig. 4 und 5 ersichtlich, weist der Rahmen 10 zwei Arme 100 auf. Während sich die Führungen 110 der Stapelaufnahme 11 vertikal nach oben erstrecken, erstrecken sich die die Arme 100 vertikal nach unten. Zwischen den Armen 100 ist ein Durchgang 101 ausgebildet. Der Durchgang 101 ist zur Aufnahme eines Abschnitts der Transportvorrichtung 31 des Bedruckungssystems 3 ausgebildet. Im montierten Zustand erstreckt sich die Transportvorrichtung 31 des Bedruckungssystems 3 im Durchgang 101. Die Antriebsvorrichtung 15 ist zur Stapelaufnahme 11 seitlich versetzt angeordnet. Hierdurch ist der Bauraum unter der Stapelaufnahme 11 frei. Dadurch wird eine besonders kompakte und zudem modulare Bauform möglich. Zudem wird der Bauraum vor und hinter den Stirnseiten der Druckmedien 2 nicht durch den Antrieb blockiert.
Die Vereinzelungsvorrichtung ist bei umgekehrter Drehrichtung auch als Aufstapelungsvorrichtung zum Aufstapeln einzelner Druckmedien 2 einsetzbar. Hierdurch ergibt sich eine große Anzahl an Gleichteilen. Beispielsweise ist die Aufstaplungsvorrichtung 30 gleich aufgebaut, wie die Vereinzelungsvorrichtung 1.
Konkret ist die Antriebsvorrichtung 15 an einem der Arme 100 montiert. Die Antriebsvorrichtung 15 ist unterhalb der Stapelaufnahme 11 angeordnet.
Durch die aktive Trennung der Druckmedien 2 wird eine sichere Trennung bei einer hohen Geschwindigkeit ermöglicht. Die stirnseitige Trennung ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau. Hierdurch ist die Vereinzelungsvorrichtung gegenüber Längentoleranzen der Druckmedien 2 besonders robust. So ist es z.B. nicht nötig, präzise eine seitliche Aussparung zu treffen.
Da das Trennen, Absenken und Rückhalten der Druckmedien 2 durch eine Rotationsbewegung (je Vereinzelungselement 13A, 13B) in nur einer Drehrichtung realisiert wird, kann ein Leerhub vermieden werden. Ferner entfallen eine
Wechselbelastung und ein dementsprechender Verschleiß. Zudem sind besonders wenige Bauteile nötig und damit eine geringe Komplexität, Störanfälligkeit und
Geräuschentwicklung erzielbar.
Fig. 6A und 6B veranschaulichen, dass es mit der beschriebenen Vereinzelungsvorrichtung 1 möglich ist, unterschiedlich geformte Druckmedien 2, 2‘ zu vereinzeln und insbesondere auch gleichzeitig in der Stapelaufnahme 11 aufzustapeln.
Vorliegend sind beispielhaft mehrere vergleichsweise dünne Druckmedien 2 im Stapel angeordnet, sowie ein im Vergleich dazu dickeres (in der Richtung, in welcher die Druckmedien 2, 2‘ übereinander gestapelt sind) Druckmedium 2'. Die Vereinzelungsvorrichtung 1 kann derart gemischte, also nicht sortenreine Stapel verarbeiten, und zwar vorliegend ohne eine Änderung von Einstellungen. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
Bezugszeichenliste
1 Vereinzelungsvorrichtung
10 Rahmen
100 Arm
101 Durchgang
11 Stapelaufnahme
110 Führung
12 Ausgabebereich
13A, 13B Vereinzelungselement
130 Aufnahme
131 Gleitabschnitt
132A, 132B Vorsprung
133 Welle
134 Sohle
15 Antriebseinheit
150 Motor
151 Zahnrad
152 Zahnrad
153 Antriebsritzel
2; 2‘ Druckmedium (Substrat)
20 Kennzeichnungsschild
21 Steg
22 Führung
3 Bed rucku ngssystem
30 Aufstaplungsvorrichtung
31 T ransportvorrichtung
310 Schiene
32 Drucker
A1-A3 Abstand
D1, D2 Drehachse
Innenraum
O Öffnung

Claims

Patentansprüche
1. Vereinzelungsvorrichtung (1) zum Vereinzeln aufgestapelter Substrate (2; 2‘), umfassend: einen Rahmen (10) und eine Stapelaufnahme (11) zum Aufnehmen eines Stapels von Substraten (2; 2‘), gekennzeichnet durch zumindest ein um eine Drehachse (D1 , D2) drehbar am Rahmen (10) gelagertes Vereinzelungselement (13A, 13B), das so angeordnet ist, dass ein in der Stapelaufnahme (11) angeordneter Stapel von Substraten (2; 2‘) darauf abstützbar ist, und das eine Aufnahme (130) zum Eingriff mit einem der Substrate (2; 2‘) und einen Gleitabschnitt (131) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, an einem weiteren der Substrate (2; 2‘) bei einer Drehung des zumindest einen Vereinzelungselements (13A, 13B) um die Drehachse (D1 , D2) entlang zu gleiten.
2. Vereinzelungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitabschnitt (131 ) des zumindest einen Vereinzelungselements (13A, 13B) kreisbogenförmig ausgebildet ist.
3. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (130) des zumindest einen Vereinzelungselements (13A, 13B) mindestens eine C-förmige Kontur aufweist.
4. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (130) des zumindest einen Vereinzelungselements (13A, 13B) einen Innenraum (I) und eine Öffnung (O) definiert, wobei die Öffnung (O) enger ist als der Innenraum (I).
5. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Vereinzelungselement (13A, 13B) dazu eingerichtet ist, die Substrate (2; 2‘) einzeln vertikal in einen Ausgabebereich (12) abzusenken.
6. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zur Stapelaufnahme (11 ) seitlich versetzt angeordnete Antriebseinheit (15).
7. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Vereinzelungselement (13A, 13B) unidirektional mehrfach um die Drehachse (D1 , D2) drehbar ist, um mehrere Substrate (2; 2‘) nacheinander zu befördern.
8. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Vereinzelungselement (13A, 13B) scheibenförmig ausgebildet ist.
9. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei entgegengesetzt drehbare Vereinzelungselemente (13A, 13B), deren Aufnahmen (130) mit gegenüberliegenden Seiten eines Substrats (2; 2‘) in Eingriff bringbar sind.
10. Vereinzelungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein erstes Paar Vereinzelungselemente (13A), das entgegengesetzt zu einem zweiten Paar von Vereinzelungselementen (13B) drehbar ist.
11. Vereinzelungsvorrichtung (1) zum Vereinzeln aufgestapelter Substrate (2; 2‘), insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend: einen Rahmen (10) und eine Stapelaufnahme (11 ) mit zwei Führungen (110), zwischen denen ein Stapel starrer Substrate (2; 2‘) aufnehmbar ist, wobei die Führungen (110) in einem ersten Abstand (A1 ) zueinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch zumindest zwei um jeweils eine Drehachse (D1 , D2) entgegengesetzt zueinander drehbar am Rahmen (10) gelagerte Vereinzelungselemente (13A, 13B), die in zumindest einer Drehlage einen zweiten Abstand (A2) zueinander aufweisen, der kleiner ist als der erste Abstand (A1 ), und die Aufnahmen (130) aufweisen, welche aufeinander ausrichtbar sind, sodass ein dritter Abstand (A3) zwischen Sohlen (134) der Aufnahmen (130) größer als der zweite Abstand (A2) ist. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Abstand (A3) gleichgroß ist wie oder größer ist als der erste Abstand (A1). Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein starres Substrat (2; 2‘), insbesondere in Form einer Schildermatte mit mehreren herausbrechbaren Kennzeichnungsschildern, in der Stapelaufnahme (11 ) angeordnet ist. Vereinzelungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 11 oder 12 und nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2; 2‘) auf jedem der zumindest zwei Vereinzelungselemente (13A, 13B) aufliegt. Vereinzelungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Substrate (2; 2‘) mit unterschiedlichen Abmessungen, insbesondere Höhen, in der Stapelaufnahme (11 ) anordenbar und mit der Vereinzelungsvorrichtung (1) vereinzelbar sind. Bedruckungssystem (3) umfassend: die Vereinzelungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, einen Drucker (32) und eine Transportvorrichtung (31) zum Befördern der Substrate (2; 2‘) in Form von Druckmedien von der Vereinzelungsvorrichtung (1) zum Drucker (32). Bedruckungssystem (3) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (31) eine oder mehrere Schiene(n) (310) zum Führen der Substrate (2; 2‘) umfasst, wobei die Vereinzelungsvorrichtung (1 ) so angeordnet ist, dass damit einzelne Substrate (2; 2‘) auf der oder den Schiene(n) (310) ablegbar sind. Verfahren zum Vereinzeln von Substraten (2; 2‘) mit einer Vereinzelungsvorrichtung (1 ), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend einen Rahmen (10), eine Stapelaufnahme (11) zum Aufnehmen eines Stapels von starren Substraten (2; 2‘) und zumindest ein um eine Drehachse (D1 , D2) drehbar am Rahmen (10) gelagertes Vereinzelungselement (13A, 13B), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Anordnen eines starren Substrats (2; 2‘) in der Stapelaufnahme (11); und - Befördern des in der Stapelaufnahme (11) angeordneten Substrats (2; 2‘) zu einem Ausgabebereich (12) durch Drehen des zumindest einen Vereinzelungselements (13A, 13B) um die Drehachse (D1, D2), wobei das Substrate (2; 2‘) in Eingriff mit einer Aufnahme (130) des zumindest einen Vereinzelungselements (13A, 13B) gebracht wird.
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