[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstapeln von Bögen, insbesondere von
geschuppt zugeförderten Papierbögen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Aus der DE-OS 36 16 470 ist ein Verfahren zum Wechseln eines Bogenstapels bei ununterbrochener
Förderung der Bögen zur Stapelstelle, mit dem sich ein Wechsel eines vollen Stapels
durchführen läßt, ohne daß ein Ausschuß von Bögen auftritt und ohne daß die Gefahr
des Verschiebens von Bögen beim Stapelwechsel besteht, und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens bekannt.
[0003] Die dort gezeigte Vorrichtung weist Fordermittel zum geschuppten Zufördern von Bögen
zu einer Stapelstelle auf, an der sich eine absenkbare Ablageplattform befindet. Jeweils
an der Hinterseite des Stapels sind ein vertikal bewegliches Trennelement, bestehend
aus einem Schwenkarm und einem am freien Ende angeordneten Trennblech, zwei in der
Höhe versetzte, vertikal und in Förderrichtung bewegbare Klemmbacken und eine Hilfsstapelplattform
angeordnet, die in Förderrichtung der Bögen verschiebbar und absenkbar ist. Das vertikal
bewegliche Trennelement ist im Bereich der Stapeloberseite, insbesondere zwischen
dem obersten Bogen des Stapels und dem Schuppenstrom, zwischen die Bogenhinterkanten
einschiebbar. Das Trennelement und die Klemmbacken sind gabel- bzw. rostartig ausgebildet
und seitlich gegeneinander versetzt, so daß die Klemmbacken das Trennelement durchgreifen
können.
[0004] Zum Stapelwechsel fahren die Klemmbacken in von dem Trennelement geschaffene Lücken
zwischen den Hinterkanten der Bogen ein und klemmen einen Bogenpacken, während die
Hilfsstapelplattform ein- bzw. ausgefahren wird. Die Hilfsstapelplattform trägt den
oberen Teil des Bogenstapels, während der untere Teil des Stapels entfernt wird.
[0005] Bei einem Stapelwechsel nach der DE-OS 36 16 470 ergeben sich weitere Vorteile:
- Da die oberen Bögen des abtransportierten Stapels vorgepreßt und daher entlüftet
sind, erhalt man einen transportfähigen Stapel, bei dem keine Gefahr besteht, daß
die obersten Bögen beim Transportieren abrutschen.
- Die Bögen lassen sich auf eine Palette mit allseits überstehendem Rand stapeln,
so daß der Stapel auf der Palette nach Anbringen von Schutzecken an der Oberseite
mit umlaufenden Bändern ohne Beschädigung der Bogenkanten gesichert werden kann.
- Durch das Festklammern des Bogenpackens beim Ein- und Ausfahren der Hilfsplattform
wird ein Verschieben der Bögen im Nahbereich der Plattform gegeneinander und damit
ungleichmäßige Seitenflächen des Stapels vermieden.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv besonders vorteilhafte
Vorrichtung nach der DE-0S 36 16 470 zu schaffen.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0008] Diese Merkmale ermöglichen es, die zum Stapelwechsel erforderlichen Vertikalbewegungen
der einzelnen Stapelwechselelemente bei geringem konstruktiven Aufwand mit der erforderlichen
Genauigkeit durchzuführen.
[0009] Die Ansprüche 2 bis 5 enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung. Das Spindelhubwerk nach Anspruch 3 gewährleistet neben der exakten
Höhensteuerung der Ablageplattform eine große Sicherheit gegen einen Absturz der Ablageplattform.
Die kardanische Aufhangung nach Anspruch 4 verhindert ein Festklemmen der Spindelmuttern
an den Spindeln, z.B. als Folge einer Durchbiegung der Ablageplattform unter der Last
des Stapels. Bei der Vorrichtung nach Anspruch 5 ist es zum Einklemmen des Bogenpackens
nicht erforderlich, die Bogenkanten gegen ihr Eigengewicht anzuheben.
[0010] Die Ansprüche 6 bis 9 enthalten vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, bei
denen ein störungsfreies Einfahren des Trennelements zwischen die Bogenhinterkanten
gewährleistet ist. Die Beschichtung der Klemmzangen nach Anspruch 10 vermeidet Markierungen
auf den Bögen bei empfindlichen Papieren, die bei metallenen Oberflächen auftreten
können.
[0011] Die Zeichnungen dienen zur Erlauterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten
Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Abstapelvorrichtung nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Stapelbereich.
Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Aufhangung der Stapelplattform.
Fig. 5 zeigt einen Horizontalschnitt durch die Aufhängung.
Fig. 6 zeigt das Trennelement in vergrößerter Darstellung
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht in Förderrichtung entsprechend dem Pfeil B von Figur
6.
[0012] Das Gestell der Abstapelvorrichtung weist vier Ständer 1.1, 1.2 auf, zwischen denen
sich eine mit in Förderrichtung umlaufenden Transportketten versehene Ablageplattform
2 befindet. Mit den umlaufenden Transportketten lassen sich die vollen Paletten 3
mit den Papierbogenstapeln aus dem Stapelbereich fördern. Die Ablageplattform 2 ist
mittels eines Spindelhubwerks zwischen den Ständern 1 hoch- und niederfahrbar. Das
Spindelhubwerk besteht aus vier senkrechten, in den Ständern 1 angeordneten Spindeln
4 mit einem gemeinsamen Antrieb 5, an deren Spindelmuttern 6 die Ablageplattform 2
befestigt ist.
[0013] Die Befestigung der Ablageplattform 2 an den Spindelmuttern 6 erfolgt über eine kardanische
Aufhängung, die in den Fig. 4 und 5 genauer gezeigt wird:
[0014] An jeder Spindelmutter 6 ist mittels zweier horizontaler Zapfen 7, die koaxial an
gegenüberliegenden Seiten Parallel zu einer Seite der Ablageplattform 2 befestigt
sind, ein ringförmiges Element 8 um die Zapfen 7 drehbar aufgehängt. Außen an dem
ringförmigen Element 8 sind zwei horizontale entgegengesetzte Zapfen 9 koaxial und
senkrecht zu den Zapfen 7 befestigt. An dem Zapfen 9 hängt drehbar gelagert ein überstehender
Teil 10 einer Ecke der Ablageplattform 2. Der überstehende Teil 10 ist zum Ausgleich
der beim Verkanten auftretenden Längenverkürzung über nicht dargestellte Lenker an
der Plattform 2 befestigt. Eine unterhalb der Spindelmutter 6 angeordnete Sicherheitsmutter
11 ist mit dieser über einen Schaltstift 12 verbunden, der bei einer Verkürzung des
axialen Abstands der beiden Muttern 6, 11 einen Endschalter 13 für einen Notstop betätigt.
Die kardanische Aufhangung der Ablageplattform 2 verhindert ein Kippen der Spindelnmuttern
6 und somit ihr Festklemmen an den Spindeln 4.
[0015] Mit dem Spindelhubwerk läßt sich eine Palette 3 bis in den Bereich des Zuförderers
für den geschuppten Bogenstrom 14 anheben, der in bekannter Weise als in der Höhe
feststehender Bandförderer ausgebildet ist. Etwa in Höhe des Bandförderers befinden
sich zwischen den Standern 1 die bekannten Elemente 15 zum exakten Ablegen eines Bogens
auf den Stapel 16. Ein hinterer Anschlag 15.1, Seitenführungsbleche 15.2, Rüttelbleche
usw. Diese Elemente 15 sind zur Anpassung an unterschiedliche Bogenformate horizontal,
quer zur Förderrichtung verschiebbar, in der Höhe jedoch feststehend.
[0016] In den beiden einlaufseitigen Ständern 1.1, die sich in Fig. 1 auf der linken Seite
befinden, ist jeweils eine weitere senkrechte Spindel 17 in Bogenlaufrichtung vor
den Spindeln 4 der Ablageplattform angeordnet. Diese beiden Spindeln 17 tragen einen
sich quer über die Arbeitsbreite erstreckenden Schlitten 18, in dem - von oben nach
unten - die obere Klemmbacke 19, die untere Klemmbacke 20 und eine Hilfsplattform
21 jeweils in Förderrichtung bewegbar gelagert sind, so daß sie unabhängig voneinander
in den Bereich der Ablageplattform 2 und wieder zurück gefahren werden können. Zur
Auf- und Abbewegung des Schlittens 18 an den Spindeln 17 können diese mittels einer
Kupplung 22 an einen separaten Antrieb 23 angekuppelt werden. Es ist auch möglich,
sie von dem Antrieb 23 ab- und an den Antrieb 5 der Spindeln 4 der Ablageplattform
2 anzukuppeln, um eine synchrone Vertikalbewegung des Schlittens 18 und der Ablageplattform
2 zu erreichen.
[0017] Die Hilfsstapelplattform 21 besteht aus einem Wagen geringer Höhe, der von einem
reibungsarmen Tuch 24 in Förderrichtung umlaufen wird und mittels eines Fahrantriebs
25 horizontal verfahrbar ist. Sie entspricht in ihren Ausmaßen dem maximal ablegbaren
Bogenformat.
[0018] An derselben Seite des Stapels 16 wie der Schlitten 18 - diese in Forderrichtung
vorneliegende Seite des Stapels 16 wird üblicherweise als Stapelhinterseite bezeichnet,
da dort die Hinterkanten der Bögen abgelegt werden - ist ein mit zwei senkrechten
seitlichen Pneumatikzylindern 26 hochfahrbares Trennelement 27 angeordnet. Das Trennelement
27 weist über die Arbeitsbreite im Abstand nebeneinander an einer Schwenktraverse
27.1 befestigte Trennbleche 27.2 auf, die mit ihren zu Trennfingern abgewinkelten
Enden zwischen die Hinterkanten der Bogen in den Stapelbereich einschwenkbar sind.
Die Trennelemente 27 konnen bis in den Bereich des Zuförderers hochgefahren und bis
unterhalb der Hilfsstapelplattform 21 abgesenkt werden. Ihr Aufbau wird in den Fig.
6 und 7 detailliert gezeigt:
[0019] An jedem der einlaufseitigen Ständer 1.1 ist ein mittels der Pneumatikzylinder 26
vertikal verfahrbares Seitenteil 27.3 gelagert. Die beiden Seitenteile 27.3 sind mit
einer Quertraverse 27.4 und einer Synchronwelle 27.5 mit an den Enden befestigten
Zahnrädern 27.6 verbunden. Die Zahnräder 27.6 kämmen in Zahnstangen 27.7 an den Standern
1.1, so wird eine exakt synchrone vertikale Verstellung der beiden Seitenteile 27.3
gewährleistet.
[0020] Am oberen Ende beider Seitenteile 27.3 ist die sich quer über die Arbeitsbreite erstreckende
Schwenktraverse 27.1 über eine unregelmäßige Doppelschwingenkonstruktion angelenkt.
Jede Doppelschwinge besteht aus einem Koppelglied 27.8, an dem die Schwenktraverse
27.1 starr befestigt ist, und das über zwei ungleich lange Lenker 27.9, 27.10 an dem
jeweiligen Seitenteil 27.3 angelenkt ist. Das Gelenk des kürzeren Lenkers 27.9 befindet
sich an dem Seitenteil 27.3 senkrecht oberhalb des Gelenks des längeren Lenkers 27.10.
Am längeren Lenker 27.10 greift jeweils ein pneumatischer Schwenkzylinder 27.11 an,
der sich an dem jeweiligen Seitenteil 27.3 abstützt. Mit dieser Konstruktion wird
erreicht, daß sich die Schwenktraverse 27.1 beim Schwenken in Richtung des Stapels
16 gleichzeitig aufwärts bewegt.
[0021] Die Trennbleche 27.2 sind an der Schwenktraverse 27.1 mit Abstand voneinander lösbar
festgeklemmt. Das Festklemmen erfolgt mittels eines an der Rückseite jedes Trennbleches
27.2 spitzwinklig angenieteten Zusatzblechs 27.12, an dessen Ende ein Magnet 27.13
befestigt ist, der das Trennblech 27.2 anzieht und so die Schwenktraverse 27.1 zwischen
dem Trennblech 27.2 und dem Zusatzblech 27.12 einklemmt.
[0022] Die beiden Klemmbacken 19, 20 bauen sich aus horizontalen, mit Abstand nebeneinander
befestigten und reibungsarm beschichteten Zangen 19.1, 20.1 auf. Mittels Pneumatikzylindern
28 sind beide Klemmbacken 19, 20 unabhängig voneinander etwa 10 cm horizontal in den
Stapelbereich ein- und rausfahrbar. Die Beschichtung besteht aus Filz oder einem filzähnlichen
Material und deckt die gesamte Oberfläche der Zangen 19.1, 20.1 ab. soweit sie in
den Stapel 16 einfahrbar sind. Sie ist auf die Zangen 19.1, 20.1 aufgeklebt. Die Zangen
19.1, 20.1 sind gegenüber den Trennblechen 27.2 des Trennelements 27 versetzt angeordnet,
um eine gegenseitige Störung beim Auf- und Abfahren zu vermeiden. Während die untere
Klemmbacke 20 in der Höhe feststehend unmittelbar oberhalb des Hilfsstapeltisches
21 am Schlitten 18 befestigt ist, kann die obere Klemmbacke 19 mittels eines doppelt
wirkenden Pneumatikzylinders 29 zusätzlich vertikal bewegt werden, um einen zwischen
den Klemmbacken 19, 20 befindlichen Bogenpacken an den Bogenhinterkanten festzuklemmen.
[0023] Die prinzipielle Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ausführlich
in der DE-OS 36 16 470 beschrieben. Die folgenden Ausführungen ergänzen diese Beschreibung:
[0024] Zwischen zwei Stapelwechseln und während eines Stapelwechsels wird die vertikale
Position der Stapeloberseite mit einem Meßgerät permanent bestimmt und durch Abwartsbewegung
des Stapels 16 innerhalb eines bestimmten Bereichs konstant gehalten. Das Meßgerät
regelt dazu entweder den Antrieb 5 der Ablageplattform 2 oder den Antrieb 23 des Schlittens
18, wie im folgenden näher erläutert wird.
[0025] Zwischen zwei Stapelwechseln steht der Schlitten 18 in seiner vertikalen Warteposition
unterhalb des Zuförderers für den Schuppenstrom 14. Die beiden Klemmbacken 19, 20
und die Hilfsstapelplattform 21 sind außerhalb des Stapelbereichs zurückgefahren.
Die obere Klemmbacke 19 wird von dem Zylinder 29 nach oben gegen einen Anschlag am
Ständer 1.1 gedrückt. Das Trennelement 27 befindet sich in Warteposition unterhalb
der Hilfsstapelplattform 21. Zum Konstanthalten der Stapeloberseite steuert das Stapelhöhenmeßgerat
die Abwartsbewegung der Ablageplattform 2. Zum Einleiten eines Stapelwechsels fährt
das Trennelement 27 hoch und der abgewinkelte Teil der Trennbleche 27.2 schwenkt zwischen
dem obersten Bogen des Stapels 16 und dem Schuppenstrom 14 zwischen die Bogenhinterkanten
ein. Da die Bögen im Schuppenstrom 14 überlappend gefordert werden - d.h. der nachfolgende
Bogen liegt auf dem vorhergehenden -, muß vermieden werden, daß die Trennbleche 27.2
beim Einschwenken gegen eine Bogenhinterkante anstoßen. Dies wird durch die gleichzeitige
Aufwärtsbewegung der Trennbleche 27.2 beim Einschwenken erreicht. Der abgewinkelte
Teil der Trennbleche 27.2 wird vor dem Stapelbereich bis oberhalb des obersten Bogens
auf dem Stapel 16 angehoben, er hebt dabei gleichzeitig den gerade zugeförderten Bogen
an. So wird eine kleine Lücke zwischen den beiden Bogen gebildet, so daß sich der
abgewinkelte Teil der Trennbleche 27.2 problemlos auf den Stapel 16 auflegen können.
[0026] Anschließend wird das Trennelement 27 mit dem Stapel 16 nach unten bewegt. Auf Höhe
der unteren Klemmbacke 20 wird es angehalten und bildet so eine Lücke zwischen den
Hinterkanten der Bögen, in die die untere Klemmbacke 20 etwa 10 cm einfährt. Gleichzeitig
werden die den Schlitten 18 tragenden Spindeln 17 an den Antrieb 5 der Ablageplattform
2 angekuppelt, so daß sich der Schlitten 18 von diesem Augenblick an exakt synchron
mit der Ablageplattform 2 abwärts bewegt. Die obere Klemmbacke 19 macht die Abwärtsbewegung
nicht mit, da sie von dem Zylinder 29 gegen den Anschlag gedrückt in ihrer vertikalen
Position gehalten wird. Das Trennelement 27 wird aus dem Stapel 15 herausbewegt und
fährt erneut nach oben und zwischen die Bogenhinterkanten ein, um eine zweite Lücke
zu bilden. Da sich währenddessen die Ablageplattform 2 weiter nach unten bewegt hat,
entsteht ein vertikaler Abstand von ca. 250 mm zwischen den beiden Lücken. Nachdem
die obere Klemmbacke 19 in die zweite Lücke eingefahren ist, wird das Trennelement
27 aus dem Stapel herausgefahren und der Bogenpacken zwischen den beiden Klemmbacken
19, 20 durch Abwärtsbewegung der oberen Klemmbacke 19 eingeklemmt. In diesem Augenblick
werden die Schlittenspindeln 17 von dem Antrieb 5 der Ablageplattform 2 abgekuppelt
und an ihren eigenen Vertikalantrieb 23 angekuppelt. Gleichzeitig regelt von diesem
Zeitpunkt an das Höhenmeßgerät der Stapeloberseite den Schlittenantrieb 23. Der Antrieb
5 der Ablageplattform 2 wird beschleunigt, um die Lücke zwischen der unteren Klemmbacke
20 und dem unteren Stapelteil zu erweitern. In diese erweiterte Lücke fährt die Hilfsstapelplattform
21 ein und stützt den oberen Stapelteil ab. Der untere Stapelteil wird nun beschleunigt
nach unten bewegt und abtransportiert.
[0027] Nachdem eine neue Palette 3 bis unmittelbar unter die Hilfsstapelplattform 21 angehoben
wurde, wird diese aus dem Stapel 16 herausgefahren, und der Schlitten 18 wird wieder
an den Antrieb 5 der Ablageplattform 2 angekuppelt, die wieder von dem Höhenmeßgerät
geregelt abwärts bewegt wird. Anschließend werden die beiden Klemmbacken 19, 20 geöffnet
und ebenfalls aus dem Stapel 16 herausgefahren. Da die Oberkante der Stapelhinterseite
beim Herausfahren der Klemmbacken 19, 20 absinkt, wird die Abwärtsbewegung der Ablageplattform
2 kurzzeitig unterbrochen, um diese um den Betrag des Absinkens anzuheben, damit die
Fallhöhe der Bögen auf den Stapel 16 sich nicht vergrößert. Nach dem Herausfahren
der Klemmbacken 19, 20 wird der Schlitten 18 von dem Antrieb 5 der Ablageplattform
2 abgekuppelt und mittels seines eigenen Antriebs 23 wieder nach oben in die vertikale
Warteposition gefahren, bis ein neuer Stapelwechsel eingeleitet wird.
[0028] Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist zum Abstapeln von relativ großformatigen
Papierbögen mit Kantenlängen von ca. 500 mm - ca. 2000 mm ausgelegt, wobei Stapel
bis zu einer Höhe von 2000 mm hergestellt werden. Ebenso ist der Einsatz als Riesableger
möglich, wobei eine gewünschte Anzahl (z.B. 500 oder 1000 Stück) Bögen kleineren Formats
zu Stapeln zusammengefaßt und anschließend verpackt werden.
1. Vorrichtung zum Abstapeln von Bögen, insbesondere von geschuppt zugeförderten Papierbögen,
mit einer absenkbaren Ablageplattform,
mit einem an der Hinterseite des Stapels angeordneten, vertikal beweglichen Trennelement,
das im Bereich der Stapeloberseite, insbesondere zwischen dem obersten Bogen des Stapels
und dem Schuppenstrom, zwischen die Bogenhinterkanten einschiebbar ist mit zwei an
der Stapelhinterseite angeordneten, in der Höhe versetzten und vertikal bewegbaren
Klemmbacken, die unabhängig voneinander in vom Trennelement geschaffene Lücken einschiebbar
sind, und
mit einer an der Stapelhinterseite angeordneten, höhenverfahrbaren Hilfsstapelplattform,
die unmittelbar unterhalb der unteren Klemmbacke in den Bereich der Ablageplattform
einfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klemmbacken (19, 20) und die Hilfsstapelplattform (21) gemeinsam in
einem mit einem Vertikalantrieb (23) höhenverfahrbaren Schlitten (18) gelagert sind,
wobei die Abwärtsbewegung des Schlittens (18) mit der Abwärtsbewegung der Ablageplattform
(2) synchronisierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (18) wechselweise an den Antrieb (5) der Ablageplattform (2) und
an den eigenen Vertikalantrieb (23) ankuppelbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Spindelhubwerk für die Ablageplattform (2) und/oder den Schlitten (18).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablageplattform (2) an den Spindelmuttern (6) kardanisch aufgehängt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Klemmbacke (19) im Schlitten (18) vertikal verfahrbar und die untere
Klemmbacke (20) vertikal unbeweglich gelagert ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch, ein zwischen die Bogenhinterkanten einschwenkbares Trennelement (27), das beim Einschwenken
eine Aufwärtsbewegug durchführt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Trennelement (27) mit mehreren, in Abstand nebeneinander an einer Schwenktraverse
(27.1) starr befestigten Trennblechen (27.2), wobei die Schwenktraverse (27.1) mittels
einer unregelmäßigen Doppelschwingen-Konstruktion an einem höhenverfahrbaren Seitenteil
(27.3) angelenkt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen an dem Seitenteil (27.3) befestigten Schwenkzylinder (27.11) zum Schwenken
der Schwenktraverse (27.1).
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennbleche (27.2) an der Schwenktraverse (27.1) mittels Magneten (27.13)
festgeklemmt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (19, 20) mit Filz oder filzähnlichem Material beschichtete Zangen
(19.1, 20.1) aufweisen.