[0001] Die Erfindung liegt im Gebiete der Druckereitechnik und betrifft ein Verfahren und
eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 bzw. 16
zum Fördern von Druckprodukten, insbesondere zum Fördern von Druckprodukten in der
Form eines Schuppenstroms.
[0002] Druckprodukte können bis zu ihrer Fertigstellung von verschiedenen Maschinen bearbeitet
werden. So passieren Zeitungen nach der Rotationsmaschine verschiedene Arbeitsstationen,
zum Beispiel eine Einsteckvorrichtung, eine Adressierstation oder eine Verpackungsstation.
Die Druckprodukte werden meist in Form eines Schuppenstroms von Maschine zu Maschine
gefördert. Für diese Förderung werden heute vor allem Förderbänder oder umlaufende
Ketten mit damit wirkverbundenen Klemmelementen eingesetzt.
[0003] Bei bekannten Anlagen wird mittels eines Förderbandes der auf dem Band geförderte
Schuppenstrom in der Regel mit gleichförmiger Geschwindigkeit geradlinig vorwärtsbewegt.
Nur sehr schwache Gefälle und Steigungen können damit überwunden werden, wenn nicht
spezielle Andruckmittel eingesetzt werden. Für Kurven müssen spezielle Fördermittel
zwischen den Förderbändern eingesetzt werden. Mehrere Förderbänder können zwar zu
längeren Strecken zusammengestellt werden, wenn die geförderten Stücke gross genug
sind, um vom einen Band noch gestossen zu werden, während sie bereits auf dem nächsten
Band genügend aufliegen, um weiterbefördert werden zu können. Da der Schuppenstrom
oft auf dem Förderband lose aufliegt, können sich die einzelnen Schuppen aus vielerlei
Gründen in der Transportrichtung gegeneinander verschieben, was zu Unregelmässigkeiten
im Schuppenstrom und unter Umständen zu Fehlern bei auf den Transport folgenden Arbeitsschritten
führen kann.
[0004] Ketten mit Klemmelementen arbeiten in derselben Art und Weise wie Förderbänder. Da
aber der Schuppenstrom oder die einzelnen Elemente des Schuppenstroms durch die Klemmelemente
festgehalten werden, ist es möglich, Gefälle, Steigungen und Kurven zu überwinden.
Förderanlagen bestehend aus Ketten mit Klemmelementen müssen für jede Anwendung "mass-geschneidert"
sein, denn sie können nicht auf einfache Art und Weise modular zusammengesetzt werden.
Zwischen zwei Fördermodulen bestehend aus Ketten mit Klemmelementen ist eine spezielle
Übergabestation notwendig.
[0005] Die Förderung mit Förderbändern und mit Fördervorrichtungen mit Ketten und Klemmelementen
sind dadurch eingeschränkt, dass auf einer Förderstrekke bestehend aus einer oder
mehreren Fördervorrichtungen der Schuppenstrom sich über die ganze Förderstrecke gleichförmig
bewegen muss. Das heisst, es ist unmöglich - auch bei langsamer Förderung - irgend
einen kleinen Bearbeitungsschritt einzufügen, für den einzelne oder mehrere Stücke
auch nur einen sehr kleinen Zeitraum anhalten müssten, ausser es würde das ganze Förderband
bzw. die ganze Serie von Förderbändern periodisch anhalten.
[0006] Förderbänder und Fördervorrichtungen mit umlaufenden Ketten und Klemmelementen benötigen
immer viel Platz für den nicht genutzten Retourtrum und haben deshalb in den meisten
Fällen eine hohe Bauform.
[0007] Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Förderverfahren aufzuzeigen und eine Fördervorrichtung
zu schaffen, mit denen Druckprodukte, insbesondere Druckprodukte in Form eines Schuppenstroms
über eine beliebig lange Förderstrecke mit weitgehend beliebigen Gefällen, Steigungen
und Kurven kontinuierlich gefördert werden können. Die regelmässige Anordnung der
Druckprodukte im Schuppenstrom soll dabei automatisch aufrechterhalten bleiben, indem
allfällig entstehende Unregelmässigkeiten dauernd auskorrigiert werden.
[0008] Es soll möglich sein, den Schuppenstrom an einzelnen Stellen der Förderstrecke auseinander
zu ziehen, unter Umständen bis zur Trennung der einzelnen Druckprodukte, zu komprimieren,
zu beschleunigen oder abzubremsen. Ferner soll es möglich sein, an einzelnen Stellen
der Förderstrecke die Druckprodukte einzeln oder in kleinen Gruppen anzuhalten, damit
einfache Bearbeitungsschritte daran ausgeführt werden können, ohne dass der Rest des
Schuppenstroms auf der Förderstrecke angehalten werden muss. Die entsprechende Vorrichtung
soll platzsparend und modular erweiterbar sein, das heisst eine Förderstrecke soll
ohne grossen Auffand aus einzelnen Fördermodulen zusammengesetzt werden können.
[0009] Die Aufgabe wird gelöst durch das Förderverfahren und die Fördervorrichtung, wie
sie im kennzeichnenden Teil der unabhängigen Patentansprüche 1 bzw. 16 beansprucht
sind. Das erfindungsgemässe Förderverfahren und Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen
Fördervorrichtung sind im folgenden anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a-2e: Verschiedene Verfahrensschemata;
Fig. 2a-2c: Arbeitsablauf für eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung;
Fig. 3a-3c: verschiedene Ausführungsformen von Förderelementen;
Fig. 4: Detailzeichnung einer Ausführungsvariante für absenkbare Schieber;
Fig. 5a-5c: Förderstrecke mit Kurve;
Fig. 6a-6c: verschiedene Varianten des Bewegungsablaufes;
Fig. 7a/7b: Ausführungsvariante eines Getriebes für die erfindungsgemässe Fördervorrichtung;
Fig. 8a/8b: weitere Ausführungsvarianten von Getrieben;
Fig. 9a/9b: weitere Ausführungsvariante eines Getriebes
[0010] Die erfindungsgemässe Fördervorrichtung ist auf eine Stückgut-orientierte, getaktete
Förderung ausgerichtet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fördereinrichtungen wird nicht
das Förderelement (Klemme bzw. Auflagebereich auf einem Förderband, etc.)
zusammen mit dem Druckprodukt über eine
grössere Strecke bewegt, sondern das Druckprodukt wird jeweils nach sehr kurzen Förderabschnitten
an ein nächstes Förderelement "übergeben". Das erfindungsgemässe Konzept kann verglichen
werden mit dem "Eimerübergabe-Prinzip" innerhalb einer Kette von Feuerwehrmännern,
die bei einer Löschaktion Feuerwehreimer transportieren. jeder Mann übernimmt vom
Vormann einen Eimer, transportiert ihn über eine kurze Strecke, übergibt ihn dem Nachmann
und bewegt sich zurück, um den nächsten Eimer zu übernehmen. Alle Männer der Kette
müssen im selben Takte arbeiten, damit sich die Eimer nirgends stauen.
[0011] In modernen Druckereibetrieben wird heute vielfach ein dem Gesamtablauf übergeordneter
Systemtakt der Druckprodukte-Bearbeitung und des Weitertransportes gefordert. Das
Einhalten eines solchen Takts bietet verschiedenste Vorteile, so bspw. ein einfaches
Uberführen von Druckprodukten von einem Arbeitsschritt in den anderen. Zu beachten
ist, dass der Begriff
Takt hier definiert wird durch die Zeit (Taktlänge) T, die verstreicht zwischen dem Durchgang
eines Druckproduktes P
n an einer Stelle x und dem Durchgang eines nächsten Druckproduktes P
n+1 an derselben Stelle x. Auf welche Weise ein Druckprodukt an die Stelle x gelangt
und welche Vorgänge auf ein Druckprodukt während der Taktlänge T einwirken, soll im
Rahmen der Erfindung möglichst frei bestimmbar sein. Das heisst die Erfindung ist
primär taktorientiert und, wie später noch näher erläutert wird, v.a. auch takterhaltend
bzw. taktregenerierend. Dies im Unterschied zu herkömmlichen Förderanlagen, die während
einer längeren Förderstrecke dem Takt keine grössere Bedeutung beimessen, so dass
erst beim nachfolgenden Arbeitsschritt der Takt wieder regeneriert werden muss, bspw.
weil sich Druckprodukte auf einem Förderband gegenseitig verschoben haben.
[0012] Die erfindungsgemässe Fördervorrichtung besteht aus einer Vielzahl von Förderelementen,
die über kurze Strecken ein oder mehrere der Druckprodukte fördern, diese dann an
ein weiteres Förderelement übergeben und sich wieder an den Übernahmeort zurück bewegen.
Bei jeder Übernahme/Übergabe wird dabei die getaktete Abfolge der Druckprodukte regeneriert.
Die Förderelemente bewegen sich im gleichen Takt, das heisst die Zeitspanne, die verstreicht,
bis sie jeweils wieder in derselben Position sind, ist für alle Förderelemente einer
Förderstrecke dieselbe.
[0013] Die
Figuren 1a bis 1e zeigen das erfindungsgemässe Förderverfahren in Diagrammen, auf denen auf der Abszisse
der Weg s, also die Förderstrecke, auf der Ordinate (nach unten) die Zeit t aufgetragen
ist.
[0014] Das Verfahrensprinzip soll anhand der
Figur 1a erklärt werden. Zur Zeit t₀ liegt der durch die Druckprodukte P₁ ...P
n gebildete Schuppenstrom auf der Transportfläche, wie schematisch angedeutet. An den
Stellen s₀ ...s
n greift an jedem Druckprodukt ein Förderelement an, das in diesem Schema nicht dargestellt
ist. Als Förderelement kann man sich beispielsweise einen einfachen Schieber vorstellen,
der je ein Druckprodukt schieben bzw. bewegen kann. Während dem Zeitraum T₁ (erste
Taktlänge), also vom Zeitpunkt t₀ bis zum Zeitpunkct t₁ werden die Druckprodukte von
den Förderelementen um je die Schrittlänge S₁ ...S
n nach rechts bewegt, sodass der Schuppenstrom zum Zeitpunkt t₁ gleich aussieht wie
zum Zeitpunkt t₀, jedes Druckprodukt aber um eine Schrittlänge S nach rechts gerückt
ist, das heisst, P₁ liegt jetzt nicht mehr im Bereich der Schrittlänge S₁ auf sondern
im Bereich der Schrittlänge S₂. Die entsprechende Bewegung der Förderelemente ist
mit ausgezogenen Linien im Schema eingezeichnet (betrachtet wird vorerst nur die Taktlänge
T₁). Im Zeitpunkt t₁ wird jedes Druckprodukt von einem anderen (nächsten bzw. nachfolgenden)
Förderelement übernommen und durch dieses während der zweiten Taktlänge T₂ um eine
weitere Schrittlänge S nach rechts gerückt (Bewegungslinien dieser Förderelemente
sind gestrichelt gezeichnet). Während derselben TAktlänge T₂ werden die Förderelemente,
die während der Taktlänge T₁ förderten, an ihre Ursprungsposition zurückbewegt (Fortsetzung
der ausgezogenen Bewegungslinien in der Taktlänge T₂), damit sie im Zeitpunkt t₂ bereit
sind, weitere Druckprodukte an den Stellen s₀ ...s
n zu übernehmen und zu transportieren. Im Zeitpunkt t₂ liegen mit anderen Worten dieselben
Verhältnisse vor wie zum Zeitpunkt t₀.
[0015] Es ist eine Voraussetzung des Verfahrens, dass alle zeitlichen Taktlängen T₁ ...T
n gleich lang sind, das heisst, dass das Verfahren zeitlich
regelmässig getaktet ist. Wie anhand der weiteren Figuren noch erläutert werden soll, ist es
aber nicht Voraussetzung, dass die Schrittlängen S₁ ...S
n und die Geschwindigkeiten der Förderelemente über die ganze Förderstrecke dieselben
sein müssen. Des weiteren ist es möglich, ein Umschalten zwischen verschiedenen Taktlängen
vorzusehen, d.h. T
n zu einem Zeitpunkt t
a ≠ T
n zu einem Zeitpunkt t
b. Somit ist es - immer unter Berücksichtigung des Funktionsablauf des
Gesamtsystems - also auch möglich, in spezifischen Anwendungen periodisch den Systemtakt T zu verändern.
Die Zeit t (t
b-t
a) vom Umschalten einer Taktlänge zu einer anderen usw. ist in der Regel sehr viel
grösser als die Taktlänge T (t » T), die beispielsweise bei einer Förderleistung von
80'000 Druckprodukten pro Stunde 0,045s beträgt.
[0016] Der im Schema 1a angedeutete Schuppenstrom wird gefördert, indem an jedem der Druckprodukte
jeweils ein Förderelement angreift. Es ist aber durchaus vorstellbar, dass nicht an
jedem, sondern an einer Gruppe von Druckprodukten ein Förderelement angreift, wobei
die Förderelemente für diese Aufgabe eventuell speziell ausgestaltet sein müssen.
[0017] Aus dem Verfahrensschema ist ersichtlich, dass die Fördervorrichtung aus Förderelementen
bestehen muss, die immer im selben Bereich in der Förderstrecke über eine (relativ
kurze) Schrittlänge S transportieren. Ebenfalls ersichtlich ist, dass die Förderelemente
in Gruppen von synchron sich bewegenden Förderelementen zusammengefasst werden können.
Im speziellen Schema der Figur 1a sind es zwei solche Gruppen, nämlich die Gruppe
G₁ (mit ausgezogenen Bewegungslinien), zu der die während der Taktlängen T₁, T₃, T₅....
fördernden Elemente gehören, und die Gruppe G₂ (mit gestrichelten Bewegungslinien), zu der die
während der Taktlängen T₂, T₄, T₆....
fördernden Elemente gehören. Während der Taktlängen T₂, T₄, T₆....sind die Elemente der Gruppe
G₁ "passiv" bzw. im Rücklauf begriffen (entsprechendes gilt für die Gruppe G₂ während
der Taktlängen T₁, T₃, T₅...). Die Förderelemente sind auf der Förderstrecke derart
angeordnet, dass immer je ein Förderelement der Gruppe G₁ und ein Förderelement der
Gruppe G₂ über dieselbe Schrittlänge S fördern. Die Förderelemente der beiden Gruppen
bewegen sich in einem 2-Takt, das heisst, ihre Bewegungszyklen nehmen einen Zeitraum
in Anspruch, der zwei mal der Taktlänge T entspricht. Es ist ohne weiteres vorstellbar,
dass mehr als zwei solcher Gruppen von synchron bewegten Förderelementen zusammenarbeiten,
beispielsweise drei. Für drei Gruppen G₁, G₂ und G₃ von Förderelementen verändert
sich das Schema derart, dass jede Gruppe von Förderelementen in der gleichen Art während
einer Taktlänge T transportiert, aber statt wie im Schema 1a einen Bewegungszyklus
von 2 Takten, einen solchen von 3 Takten ausführt. Ein solches System arbeitet also
in einem 3-Takt. In einem solchen 3-taktigen System sind die Förderelemente so auf
der Förderstrecke angeordnet, dass über jede Schrittlänge S je ein Förderelement jeder
Gruppe fördert und die Gruppen sind derart angetrieben, dass die Förderelemente der
einzelnen Gruppen in einer regelmässigen Sequenz fördern, bspw G₁, G₂, G₃, G₁, G₂,
G₃ usw.
[0018] Der von links oben nach rechts unten diagonal durch das Schema verlaufende dick ausgezogene
Pfeil gibt die Bewegung des Druckproduktes P₁ an. Für alle anderen Druckprodukte des
Schuppenstroms lassen sich entsprechende Bewegungspfeile durch das Schema legen. Der
Pfeil ist in diesem speziellen Falle gerade, das heisst, das Druckprodukt wird mit
konstanter Geschwindigkeit über die Förderstrecke bewegt. Eine solche Förderung ist
als optimal zu bezeichnen, stellt aber bestimmte Anforderungen an die Bewegungen der
Förderelemente. Da die Förderelemente sich vorwärts und rückwärts (bezogen auf die
Transportrichtung) bewegen, haben sie immer an den Umkehrpunkten eine Geschwindigkeit,
die in Transportrichtung gleich null ist. Soll ein Förderelement aber nur fördern,
wenn seine Geschwindigkeit in Transportrichtung konstant ist, kann weder die Strecke
über die das Förderelement auf diese Geschwindigkeit beschleunigt wird, noch die Strecke
über die das Förderelement wieder abgebremst wird, als Transportstrecke ausgenützt
werden. Es ist denn auch aus dem Schema 1a ersichtlich, dass die Bewegungslinien der
einzelnen Förderelemente die Schrittlänge S, die die Förderschritte oder Transportstrecken
darstellen, überlappen, links um die Beschleunigungsstrecke S
Be, rechts um die Bremsstrecke S
Br, sodass der effektive Hub H eines Förderelementes S
Be + S + S
Br beträgt. Da es aber Voraussetzung des Verfahrens ist, dass der Takt aufrechterhalten
bleibt, bedeutet dies, dass im Falle eines 2-Taktes eine Taktlänge für das Fördern
benötigt wird (dem entspricht die Schrittlänge S) und die zweite Taktlänge für die
Bremsung der Vorwärtsbewegung, die Umkehr, die Beschleunigung zur Rückwärtsbewegung,
die Bremsung, die Umkehr und die Beschleunigung zur Vorwärtsbewegung (Strecke S
Be + H + S
Br). Daraus ist ersichtlich, dass die Rückwärtsbewegung eines Elementes jeweils mit
höherer Geschwindigkeit ablaufen muss als dessen Vorwärtsbewegung. Es ist offensichtlich,
dass aus diesem Grunde ein 3-taktiges System Vorteile bringen kann, bei dem zwei Taktlängen
für alle Bewegungen ausser der Transportbewegung verbleiben.
[0019] Wenngleich im Beispiel von Figur 1a die Fördergeschwindigkeit der Druckprodukte konstant
ist, was oft bevorzugt sein dürfte, bildet dies keine Voraussetzung des Verfahrens.
Es sind also durchaus Systeme realisierbar, bei denen der Hub H und die Schrittlänge
S gleich lang sind und bei denen dann der ganze Schuppenstrom beim Übergang von einem
Takt zum andern verlangsamt und wieder beschleunigt wird. Es kann auch sein, dass
über die ganze Schrittlänge zuerst beschleunigt, dann verlangsamt wird oder mit irgend
einem anderen Geschwindigkeitsmuster gefördert wird. Ein Nachteil solcher Systeme
mit spezifischen Geschwindigkeitsmustern ist die mechanische Beanspruchung, der ein
Druckprodukt bei jeder Beschleunigung und jeder Bremsung unterworfen ist.
[0020] Aus dem Verfahrensschema lässt sich auch ableiten, dass die Förderelemente derart
konzipiert sein müssen, dass sie eine Förder- und eine Nichtförder-Konfiguration annehmen
können. Sie müssen in der Förder-Konfiguration ("Wirkeingriff mit dem zu transportierenden
Druckprodukt") sein, wenn sie über die Schrittlänge S fördern und sie müssen in der
Nichtförder-Konfiguration sein, wenn sie sich rückwärts bewegen. Sie sind vorteilhafterweise
in ihrer Nichtförder-Konfiguration, wenn sie über die Strecke S
Be beschleunigt und dabei vom entsprechenden, fördernden Vorelement eingeholt werden,
und wenn sie über die Strecke S
br, abgebremst und dabei vom entsprechenden, fördernden Folgeelement überholt werden.
Nur so wird gewährleistet, dass die Druckprodukte in einer Richtung gefördert werden
und nicht dem Bewegungszyklus der Förderelemente folgen bzw. von diesem beeinflusst
werden (bspw. durch Reibungseffekte).
[0021] Sollte ein Druckprodukt des Schuppenstroms aus irgend einem Grunde über die Übergabestelle
S
n hinaus an eine Stelle S
y befördert worden sein, kann es vom folgenden Förderelement immer noch ergriffen werden
und wieder regelmässig in den Schuppenstrom eingefügt werden, wenn die Stelle S
y noch innerhalb der Schrittlänge S
n+1 liegt, die auf die Stelle S
n folgt, das heisst die Regelmässigkeit des Schuppenstroms wird in jedem Takt
regeneriert bzw. korrigiert.
[0022] Um eine reibungslose Übernahme der Druckprodukte von einem Förderelement zum anderen
zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn im Momente der Übernahme die übernehmenden
Förderelemente sich etwas hinter den übergebenden Förderelementen bewegen. Die Übergabe
kann also beispielsweise wie im Schema der
Figur 1b erfolgen, welches das Verfahren der Übergabe in einem vergrösserten Massstab dargestellt
ist. Dabei überlappen sich die Schrittlängen S
m und S
m+1 um die Strecke S
Ü und das Druckprodukt wird vom übergebenden Transportelement bis zur Stelle S
Ü transportiert und dort einen kurzen Augenblick T
Ü später übernommen. Es ist vorteilhaft die Zeit T
Ü so klein wie möglich zu halten, um die Bewegung des Schuppenstroms bzw. der zu übergebenden
Druckprodukte nicht zu unterbrechen. Es ist auch möglich durch entsprechende Synchronisation
der Übergänge der Förderelemente von Förder- zu Nichtförder-Konfiguration dafür zu
sorgen, dass die Übernahme nicht mit einem Bewegungsunterbruch verbunden ist (Förder-Konfiguration
ist in der Figur 1b mit dicken Bewegungslinien, Nichtförder-Konfiguration mit dünnen
Bewegungslinien dargestellt).
[0023] Ein Vorteil der Überlappung der Schrittlängen S der einzelnen Förderelemente liegt
auch darin, dass Druckprodukte, die aus irgend einem Grunde nicht bis zur Stelle S
Ü gefördert worden sind, sondern beispielsweise nur bis zu einer Stelle S
x, vom nächsten Förderelement noch ergriffen werden können, wenn die Stelle S
x innerhalb der Strecke S
Ü liegt, das heisst auch eine solche Unregelmässigkeit wird in jedem Takt automatisch
auskorrigiert. Der Bereich einer möglichen Korrektur kann durch einen etwas veränderten
Übergang der übernehmenden Förderelemente von Nichtförder- in Förderkonfiguration
beeinflusst werden.
[0024] Das Schema in
Figur 1c, das gleich gelesen wird wie das Schema der Figur 1a, zeigt, wie mit dem erfindungsgemässen
Förderverfahren der Schuppenstrom auseinandergezogen werden kann. Er wird im gezeigten
Beispiel derart auseinandergezogen, dass die Druckprodukte ganz voneinander getrennt
werden, was aber nicht unbedingt der Fall sein muss. Die dargestellte Förderstrecke
stimmt im Bereich der Schrittlänge S₁ mit der Förderstrecke der Figur 1a überein.
Über die folgenden Schrittlängen S₂, S₃, S₄.... sind gegenüber S₁ verlängert und demzufolge
muss die Transportgeschwindigkeit erhöht werden (zeitliche Taktlänge T muss konstant
bleiben). Es ist aus dem Schema leicht ersichtlich, dass die Fördergeschwindigkeit
auf der rechten Seite des Schemas grösser ist als auf seiner linken Seite. Es ist
aber auch ersichtlich, dass die effektive Förderleistung, also die pro Zeiteinheit
über eine bestimmte Strecke geförderte Anzahl von Druckprodukten auf diese Weise nicht
verändert werden kann. Die Förderelemente, die den Schuppenstrom bis zur Stelle s₁
fördern, bewegen sich nicht gleich wie die Förderelemente, die den Schuppenstrom von
der Stelle s₁ weiter fördern. Sie müssen deshalb verschiedenen Gruppen angehören:
Gruppe G₁ (ausgezogene Bewegungslinien) und Gruppe G₂ (gestrichelte Bewegungslinien)
bis zu Stelle s₁, Gruppe G₃ (punktierte Bewegungslinien) und Gruppe G₄ (strich-punktierte
Bewegungslinien) nach der Stelle s₁.
[0025] Eine entsprechende Verkürzung der Schrittlänge S führt zu einer Komprimierung des
Schuppenstroms und gleichzeitig zu einer Verlangsamung, wie dies im Schema der
Figur 1d verdeutlicht ist. Der Einfachheit halber sind nur die Transportwege der Förderelemente
mit Bewegungslinien dargestellt. Vor der Stelle s₂ und nach der Stelle s₅ entspricht
die Förderung der in Figur 1a dargestellten. Dazwischen sind die Schrittlängen verkürzt
und die Fördergeschwindigkeit deshalb kleiner, der Schuppenstrom somit komprimierter.
Sollen einzeln geförderte Druckprodukte (wie über die Schrittlängen S₂, S₃, S₄....
der Fig. 1c) zu einem Schuppenstrom formiert ("komprimiert") werden, muss durch entsprechende
mechanische Vorkehrungen dafür gesorgt werden, dass die in Transportrichtung vorderen
kanten der Druckprodukte störungsfrei über die entsprechenden hinteren Kanten der
in Förderrichtung voranlaufenden Druckprodukte gleiten können.
[0026] Das Schema der
Figur 1e, das ebenfalls gleich gelesen wird wie das Schema 1a, zeigt, wie mit dem erfindungsgemässen
Förderverfahren jedes einzelne Druckprodukt zum Beispiel für einen einfachen Bearbeitungsschritt
kurz angehalten werden kann, ohne dass das ganze Fördersystem bzw. der ganze Schuppenstrom
angehalten werden muss. Bis zur Stelle s₂ und nach der Stelle s₃ entspricht die Förderung
der in der Figur 1a dargestellten. Der einfachheit halber sind nur die Transportschritte
der Förderelemente mit Bewegungslinien dargestellt. Zwischen den Stellen s₂ und s₃
liegt die Schrittlänge S₃, die gleich oder ungleich lang wie die anderen Schrittlängen
sein kann, die aber von den entsprechenden Förderelementen in einer Zeit T′ überwunden
wird, die kleiner ist als die Taktlänge T, derart, dass das über diesen Schritt beförderte
Druckprodukt jeweils die Zeit T
H warten muss, bis es vom nächsten Förderelement wieder weitertransportiert wird. Für
die entsprechenden Zeiten gilt dann T′ + T
H = T. Die sich über den Schritt S₃ bewegenden Förderelemente haben offensichtlich
andere Bewegungszyklen als die restlichen Förderelemente und gehören deshalb anderen
Gruppen an: G₃ (mit punktierten Bewegungslinien) und G₄ (mit strichpunktierten Bewegungslinien).
[0027] In allen Schemata der Figuren 1a bis 1e sind die Förderstrecken eben und gerade dargestellt.
Das erfindungsgemässe Verfahren schränkt jedoch die Förderung in keiner Weise auf
solche ebenen, geraden Förderstrecken ein. Vielmehr können die Förderstrecken auch
steigend, abfallend oder gekrümmt sein. Es muss lediglich mit entsprechend ausgestalteten
Vorrichtungen dafür gesorgt werden, dass keine andere Kraft als die Kraft der Förderelemente
fördernd auf die Druckprodukte wirken kann.
[0028] Die Beschreibung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt auch, dass eine entsprechende
Vorrichtung einfach aus verschiedenen Modulen zusammengesetzt werden kann. ein Modul
umfasst dann einen Teil der Förderstrecke von einer Stelle s
m bis zu einer Stelle s
m+n mit der entsprechenden Anzahl Förderelementen, die zu den verschiedenen Gruppen gehören
und beispielsweise gruppenweise angetrieben werden. An den Schnittstellen zwischen
Modulen muss dafür gesorgt werden, dass die Hübe der entsprechenden Förderelemente
sich wenigstens leicht überlappen können. Für alle Module einer Förderstrecke muss
die zeitliche Taktlänge T dieselbe sein. Die Längen von Hüben H und Schrittlängen
S können verschieden sein und es können ohne weiteres beispielsweise 2- und 3-taktige
Module miteinander kombiniert werden.
[0029] Wegen der Möglichkeit der modularen Bauweise für die erfindungsgemässe Fördervorrichtung
weist diese den grossen Vorteil auf, dass Systemerweiterungen oder -anpassungen in
einfacher Weise vorgenommen werden können, indem einem bestehenden Fördermodul ein
weiteres zugeschaltet wird ohne dass zusätzliche Übergabestationen notwendig würden.
Dabei sind Serieschaltungen möglich, d.h. zwei oder mehrere Fördermodule werden hintereinandergeschaltet
und bieten damit die Möglichkeit langer Förderstrecken. Es sind aber auch Parallelschaltungen
vorstellbar, d.h. der Schuppenstrom wird mindestens auf einem Teil der Förderstrecke
in zwei oder mehrere, parallel laufende Schuppenströme aufgeteilt und diese können
auch wieder zusammengeführt werden. Für solche Ausführungen von Fördersystemen sind
an den Verzweige- und an den Zusammenführstellen spezielle Module notwendig. Zum Beispiel
können die in der CH Patentanmeldung Nr. 580/88-6 derselben Anmelderin beschriebenen
Vorrichtungen eingesetzt werden.
[0030] Wie aus dem beschriebenen Verfahren hervorgeht, bewegen sich die Förderelemente also
nicht wie bei herkömmlichen Fördermitteln
alle auf
derselben Bahn (entlang eines Vorwärts- und Retourtrums), sondern jedes Förderelement beschreibt
seine
eigene Bahn und ist einer bestimmten Schrittlänge S₁, S₂, S₃, ..., S
n zugeordnet.
[0031] Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Fördervorrichtung sowie deren
Arbeitsablauf ist in den
Figuren 2a-2c dargestellt. Die Förderelemente einer ersten Gruppe 20 von Förderelementen bestehen
aus je einem versenkbaren Schieber 21, 22, 23..., diejenigen einer zweiten Gruppe
30 bestehen aus je einem Paar von versenkbaren Schiebern 31.1/2, 32.1/2, 33.1/2...
Die Schieber sind in ihrer Förder-Konfiguration über der Auflage 1 erhoben, in ihrer
Nichtförder-Konfiguration unter der Auflage 1 versenkt. Die Förderrichtung ist durch
den Pfeil F angegeben. Während die Förderelemente der Gruppe 20 fördern, bewegen sich
die Förderelemente der Gruppe 30 zurück an die jeweilige Übernahmestelle und umgekehrt.
Die Figuren 2a und 2b stellen die Positionen'der Förderelemente in einem Moment dar,
in dem die Gruppe 20 ihre Förderbewegung nächstens beendet und die Gruppe 30 für ihre
Förderbewegung beschleunigt wird, oder bereits beschleunigt ist. Die Transportschritte
der beiden Gruppen überlappen sich offensichtlich leicht (vgl. Figur 1b), denn die
übergebenden Förderelemente der Gruppe 20 sind in Förderrichtung F vor den übernehmenden
Förderelementen der Gruppe 30 positioniert. Im Moment der Übergabe sind sowohl die
Schieber der Gruppe 20 als auch der Gruppe 30 über die Auflage angehoben, also in
Förder-Konfiguration. Sobald die Schieber der Gruppe 30 diejenigen der Gruppe 20 eingeholt
haben, werden die Schieber der Gruppe 20 versenkt (unter die Auflagefläche der Druckprodukte),
also in Nichtförder-Konfiguration gebracht und rückwärts bewegt, während die Schieber
der Gruppe 30 im angehobenen Zustand (Förder-Konfiguration) fördernd vorwärts bewegt
werden.
Fig. 2c zeigt die Schieber der zwei Gruppen zum Zeitpunkt, in dem sie sich kreuzen, Gruppe
20 in Nichtförder-, Gruppe 30 in Förderkonfiguration.
[0032] Beispielhafte Dimensionen für ein Fördermodul, wie es in der Figur 2 dargestellt
ist, sind: Hub H 100mm, Schrittlänge S 90% des Hubes H. Ein Fördermodul besitzt vorzugsweise
ca. 50-100 Förderelemente.
[0033] Die Förderelemente 21, 22..., 31, 32.... können beispielsweise, wie in Fig. 2 dargestellt,
als absenkbare Schieber ausgebildet sein, die entweder in entsprechenden Schlitzen
in der stationären Auflage 1 oder seitlich dieser Auflage angebracht sein können.
Diese Schieber können relativ zum Druckproduktestrom verschieden angeordnet sein.
Einige Ausführungsbeispiele zeigt
Figur 3 als schematische Draufsicht. Ein Förderelement besteht dabei zum Beispiel je aus
einem in der Mitte des Druckproduktestromes angeordneten Schieber 16, 17, 18 (Fig.
2a) oder aus mehreren über dessen Breite verteilten, schmalen Schiebern 16a, 17a,
18a (Fig. 2b). Damit die einzelnen Druckprodukte sich gegenüber der Auflage nicht
verkanten, können die Druckprodukte entweder durch seitliche Führungen an der Auflage
oder durch entsprechend gestaltete Förderelemente geführt werden. Ein Beispiel von
fördernden und zugleich führenden Förderelementen mit winkelförmigen Schieberpaaren
16b, 17b, 18b zeigt Fig. 3c. Die winkelförmigen Schieber 16b, 17b, 18b sind hier je
seitlich der Druckprodukte angeordnet. Diese Ausführungsform weist besondere Vorteile
auf, wenn je ein Paar von Schiebern eines Förderelementes so konzipiert ist, dass
der Abstand der Schieber auf die Breite verschiedener zu fördernder Druckprodukte
einstellbar ist. In entsprechender Weise sind anstelle von Schiebern aber auch herkömmliche
Klemmen einsetzbar, bspw. Klemmen wie sie aus der CH Patentschrift Nr. 670 619 derselben
Anmelderin bekannt sind. Die Klemmen halten das Fördergut am Anfang des Vorwärtsschrittes
fest und lassen es am Ende des Vorwärtsschrittes wieder los. Solche Klemmelemente
müssen gesteuert geöffnet und geschlossen werden können. Dies kann bspw. wie bei der
Klemme nach der Patentschrift CH 670 619 durch eine Steuerkulisse erfolgen. Die dort
beschriebene Klemme kann in einer bevorzugten Ausführungsform für die vorliegende
Erfindung eingesetzt werden.
[0034] Solche Klemmelemente können in Nichtförder-Konfiguration unter die Auflagenoberfläche
versenkbar sein oder aber auch seitlich (an den zur Förderrichtung parallelen Kanten)
der einzelnen Druckprodukte angreifen. In letzterem Falle brauchen die Klemmen nicht
versenkbar zu sein, sondern sind in Nichtförder-Konfiguration einfach offen. In einer
anderen Ausführungsvariante können sie ebenfalls seitlich des Druckproduktestroms
angeordnet sein, den Schuppenstrom jedoch in seiner ganzen Dicke erfassen (nicht nur
die einzelnen Druckprodukte). Eine solche Anordnung kann ohne entsprechende Verstellung
für Schuppenströme verschiedener Produktegrösse oder -dicke (nur für verschiedene
Breite ist Verstellung notwendig) und verschiedener Druckprodukteabstände eingesetzt
werden.
[0035] Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines einfachen versenkbaren Schiebers, der als Förderelement
einer erfindungsgemässen Fördervorrichtung eingesetzt werden kann. Der Schieber besteht
aus einer Feder und ist derart ausgestaltet, dass der Federfuss 41 in eine entsprechende
Öffnung 42 in der Auflage 1 gleitet, wenn der Schieber durch ein Druckprodukt belastet
wird und derart von seiner Förder-Konfiguration 40.1 in seine Nichtförder-Konfiguration
40.2 wechselt. Sobald der Schieber nicht mehr belastet ist, bewegt er sich durch seine
Federwirkung oder von einer entsprechenden Kulisse angetrieben wieder in seine Förder-Konfiguration
40.1. Entsprechende Schieber sind beschrieben in der US-Patentschrift Nr. 4.886.260
derselben Anmelderin.
[0036] Solche Schieber können auch zum Beispiel mit entsprechenden Gummizügen oder anderen
federnden Elementen derart modifiziert werden, dass sie in Förder-Konfiguration durch
die Federkraft über die Auflage gestossen werden, durch eine entgegengesetzt wirkende
Kraft ausgeübt durch den Gummizug aber gegen das Druckprodukt gezogen werden, das
sie somit fest einklemmen.
[0037] Andere Ausführungsvarianten für die Schieber unterscheiden sich dadurch, dass sie
nicht unter die Auflagenoberfläche versenkt werden, sondern für die der Förderrichtung
entgegengesetzte Richtung so stromlinienförmig ausgeführt sind, dass sie, ohne versenkt
zu werden und trotzdem ohne den Druckproduktestrom zu stören, rückwärts bewegt werden
können. Solche Ausführungsformen erweisen sich vor allem für dünne Druckprodukte als
vorteilhaft. Es ist ohne weiteres möglich, verschiedene Förderelemente miteinander
zu kombinieren, derart, dass bspw. ein Fördermodul Klemmen und Federn als Förderelemente
enthält. In der Regel werden jedoch Fördermodule bevorzugt, die einheitliche Förderelemente
besitzen. Es können über eine längere Förderstrecke Module mit unterschiedlichen Förderelementen
in Serie geschaltet werden.
[0038] Für Förderstrecken die in Förderrichtung derart stark abfallend geneigt sind, dass
die Reibung nicht ausreicht, um die Druckprodukte an einem unerwünschten Vorwärtsrutschen
zu hindern, sind klemmende Förderelemente notwendig. Werden in solchen Fällen keine
klemmenden Förderelemente verwendet, kann der Schuppenstrom auch mit Rollen, Bürsten
oder Federstahlbändern an die Auflage gepresst werden, damit dadurch die Reibung erhöht
wird. Solche Massnahmen sind auch an steigenden Förderstrecken vorteilhaft. Hier erweist
sich das erfindungsgemässe Fördern, bei dem nach jeweils sehr kurzen Teilstrecken
eine Korrektur der Lage bzw. Ausrichtung der Druckprodukte (Taktregeneration) erfolgt,
von grossem Vorteil. Mit den erwähnten, einfachen Andruckmitteln könnte bei herkömmlichen
Fördervorrichtungen eine genaue Positionierung über längere Förderstrecken nicht gewährleistet
werden.
[0039] Figur 5a zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung,
die eine gekrümmte Förderstrecke aufweist. Die strichpunktiert angedeuteten Elemente
eines Schuppenstroms 3 werden in der Richtung des Pfeiles F gefördert. Die Förderelemente
einer ersten Gruppe 40 besteht aus gegen die Mitte des Schuppenstroms angeordneten
Schieberpaaren 41.1/2, 42.1/2...., eine zweite Gruppe 50 aus gegen aussen angeordneten
Schieberpaaren 51.1/2, 52.1/2... Der Arbeitsablauf des Systems ist analog zum Arbeitsablauf
wie er anhand von Figur 2 beschrieben wurde. Die Schieberpaare laufen aber nicht auf
einer Geraden, sondern mindestens auf einem Teilbereich der gesamten Förderstrecke
entlang einer Kurve. Ein beispielhafter, zugehöriger Antriebsmechanismus ist aus Fig.
5b ersichtlich. Die Schieberpaare 41.1/2 und 51.1/2 sind in entsprechenden, parallel
verlaufenden Schlitzen der Auflage 1 geführt. Die Schieber sind paarweise auf Querarmen
8.1 und 8.2 montiert. Die Querarme sind ihrerseits über Verbindungsstücke 9.1 und
9.2 auf zwei biegbaren, parallel zu den Schlitzen für die Schieber in der Auflage
verlaufenden Trägern 10.1 und 10.2, z.B. Federstahlbändern, derart montiert, dass
der Träger 10.1 alle Schieberpaare der Gruppe 40, der Träger 10.2 alle Schieberpaare
der Gruppe 50 trägt. Der Vorteil eines einzigen Trägers 10.1, 10.2 pro Gruppe von
Förderelementen liegt darin, dass der Träger mittig, auf der "neutralen Linie" der
Förderstrecke angeordnet werden kann. Damit werden die Förderelemente, wie aus Figur
5a ersichtlich ist, im Kurvenbereich jeweils senkrecht zur Bahn der Krümmung geführt,
d.h. die jeweils äusseren Schieber 41.1, 42.1,..., 51.1, 52.1,... beschreiben eine
Bahn mit grösserem Krümmungsradius als die inneren Schieber 41.2, 42.2,..., 51.2,
52.2, .... Die Träger werden über verschiedene (hier nicht näher dargestellte) Getriebe
so angetrieben, dass sie sich im gleichen Takt gegenläufig um die Kurve vor und zurück
bewegen.
[0040] Figur 5c zeigt eine andere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Fördervorrichtung, die
sich für eine gekrümmte Förderstrecke ebenfalls besonders eignet. Die Schieber sind
reihenweise (also z.B. 41.1, 42.1, 43.1,...) auf vier verschiedenen, biegbaren Trägern
10.3/4/5/6 montiert, die in einem ortsfesten Führungselement 65 mit entsprechenden
Fugen gelagert sind. Das Führungselement ist vorzugsweise für eine schmierstofffreie
Operation ausgelegt und besteht z.B. aus Kunststoff. Da die Hübe der einzelnen Schieberreihen
um eine Krümmung in der Förderstrecke nicht gleich lang sind (verschiedene Krümmungsradien
im Bereich der Kurve), müssen die einzelnen Träger 10.3/4/5/6 über verschiedene oder
übersetzte Getriebe angetrieben werden.
[0041] Eine weitere Ausführungsvariante besteht darin, dass die Schieberreihen desselben
einfachen Fördermoduls mit gleicher Schrittlänge, also mit demselben Getriebe, angetrieben
werden, dass aber in je einer von zwei Schieberreihen, die zu derselben Gruppe gehören,
die Schieber fehlen, sobald die Förderstrecke gekrümmt ist. Diese Ausführungsvariante
hat den Vorteil, dass ein Modul mit nur einem Antrieb sowohl gekrümmte, als auch geradlinige
Förderstreckenteile umfassen kann.
[0042] Die
Figuren 6a-6c veranschaulichen den zeitlichen Bewegungsablauf der getakteten Fördervorrichtung.
Auf der Abszisse ist jeweils die Zeit, auf der Ordinate die Geschwindigkeit angegeben,
wobei eine Geschwindigkeit in Förderrichtung positiv, eine Geschwindigkeit gegen die
Förderrichtung negativ sein soll.
Figur 6a zeigt den zeitlichen Bewegungsablauf für eine Fördervorrichtung, die nur eine Gruppe
von Förderelementen umfasst, und die eigentlich als die einfachste getaktete Fördervorrichtung
angesehen werden kann und anhand derer die verschiedenen Bewegungsmöglichkeiten für
die Förderelemente einfach veranschaulicht werden kann. Die oszillierende Kurve (gestrichelte
Linie) beschreibt die Bewegung eines Förderelementes, also Beschleunigung vorwärts,
maximale Geschwindigkeit vorwärts, Abbremsung bis zum Stillstand, Beschleunigung rückwärts,
maximale Geschwindigkeit rückwärts, Abbremsung bis zum Stillstand, u.s.w. Die doppelt
ausgezogene Kurve stellt den Bewegungsablauf des Schuppenstroms bzw. eines einzelnen
Elementes des Schuppenstroms dar, also Beschleunigung vorwärts, maximale Geschwindigkeit
vorwärts, Abbremsung bis zum Stillstand, Stillstand während der Rückwärtsbewegung
der Förderelemente, Übernahme durch das nächste Förderelement und erneute Beschleunigung
vorwärts.
[0043] Die genaue Form der oszillierenden Kurve kann je nach Antrieb und Anwendung variieren.
Das heisst mit anderen Worten, Frequenz und Hub sind variabel, Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
müssen zeitlich nicht gleich lang und nicht symmetrisch sein, Beschleunigung und Abbremsung
müssen nicht symmetrisch sein und die Zeit, während der sich der Schuppenstrom mit
maximaler Geschwindigkeit bewegt, kann verschieden lang sein. Selbstverständlich ist
es auch nicht erforderlich, dass die Druckprodukte genau im Wendepunkt, d.h. hier
beim Nulldurchgang der Geschwindigkeits-Kurve, erfasst werden, sondern es ist möglich,
dass dies erst nach einer kurzen Verzögerungszeit Δt erfolgt wenn das Förderelement
bereits eine kleine Geschwindigkeit v besitzt. Für diese einfache Ausführungsform
der Fördervorrichtung mit nur einer Gruppe von Förderelementen steht aber der Schuppenstrom
still, währenddem sich die Förderelemente rückwärts bewegen.
[0044] Figur 6b zeigt einen beispielhaften Bewegungsablauf für eine erfindungsgemässe Fördervorrichtung
mit zwei Gruppen von Förderelementen. Die beiden übereinandergelagerten oszillierenden
Kurven (strichpunktiert und gestrichelt dargestellt) stellen zusammen die Bewegungsabläufe
der beiden kombinierten einfachen Fördermodule dar. Die doppelt ausgezogene Kurve
stellt wiederum den Bewegungsablauf des Schuppenstroms bzw. eines Elementes des Schuppenstroms
dar. Sie zeigt: Beschleunigung vorwärts, maximale Geschwindigkeit vorwärts, Abbremsung
zum Stillstand, Übernahme Ü durch die Förderelemente der anderen Gruppe, Beschleunigung
vorwärts, maximale Geschwindigkeit vorwärts, u.s.w. Es ist offensichtlich, dass bei
gleicher Schrittlänge und gleichem Takt der Förderweg pro Zeiteinheit für die Ausführungsform
mit zwei Gruppen von Förderelementen doppelt so lang ist wie für die Ausführungsform
mit nur einer solchen Gruppe (Fig. 6a). Der in Figur 6b abgebildete Bewegungsablauf
führt aber immer noch zu einem Stillstand der Elemente des Schuppenstroms bei jeder
Übergabe, da diese immer genau im Umkehrpunkt der Förderelemente stattfindet.
[0045] Die kontinuierliche Bewegung des Schuppenstroms ist vorteilhaft aus energetischen
Gründen, weil die vielfache Beschleunigung und Abbremsung der Druckprodukte wegfällt,
und weil unerwünschte Deformationen und Verschiebungen der Druckprodukte, die durch
die Beschleunigungen auftreten können, verhindert werden. Um eine kontinuierliche
Bewegung mit einer konstanten Geschwindigkeit zu erreichen, müssen Bewegungsabläufe
zum Beispiel in der Art, wie in
Figur 6c dargestellt, bewirkt werden. Die oszillierenden Kurven (strichpunktiert und gestrichelt
dargestellt) sind wieder die Bewegungsabläufe der beiden Gruppen von Förderelementen.
Die Rückwärtsbewegung ist zeitlich kürzer als die Vorwärtsbewegung und, da dabei der
gleiche Weg zurückgelegt werden muss, ist die maximale Geschwindigkeit bei gleicher
Beschleunigung und Abbremsung etwas höher. Die doppelt ausgezogene Kurve, die in dieser
Abbildung eine Gerade ist, stellt den Bewegungsablauf des Schuppenstroms bzw. eines
Elementes des Schuppenstroms dar, die sich hier mit konstanter Geschwindigkeit vorwärts
bewegen. Die Übernahme Ü durch die Förderelemente des anderen einfachen Fördermoduls
findet nicht mehr am Ümkehrpunkt der Förderelemente statt, sondern am Anfangs- respektive
am Endpunkt der Phase mit maximaler Geschwindigkeit vorwärts. Ein der in Figur 6c
dargestellter Bewegungsablauf für die Förderelemente liegt auch den Erläuterungen
über das Förderverfahren im Zusammenhang mit der Figur 1 zugrunde.
[0046] Eine konstante Geschwindigkeit des Schuppenstroms kann auch erreicht werden, wenn
den beiden oszillierenden Kurven der Figur 6b eine dritte mit einer Phasenverschiebung
überlagert wird, das heisst, wenn statt zwei drei oder eventuell sogar mehr Gruppen
von Förderelementen zu einer Fördervorrichtung kombiniert werden. Ein solches System
dürfte aber wegen des grösseren Aufwandes gegenüber dem in Figur 6c dargestellten
System nur für spezielle Anwendungen in Frage kommen.
[0047] Soll es nun, wie in der Aufgabenstellung für die erfindungsgemässe Vorrichtung gefordert,
möglich sein, dass die einzelnen Elemente des Schuppenstroms während dem Fördervorgang
an einem oder mehreren bestimmten Orten für einen Arbeitsvorgang eine kurze Zeit stillstehen,
kann als weitere zu der in Fig 1c aufgeführten Variante an der betreffenden Stelle
ein Fördermodul eingesetzt werden, das mit nur einer Gruppe von Förderelementen arbeitet.
Damit dieses Fördermodul mit den anderen, mit beispielsweise zwei Gruppen von Förderelementen
arbeitenden Fördermodulen zusammenarbeiten kann, muss sein Arbeitstakt doppelt so
schnell sein. Wenn sein Förderschritt entsprechend kurz gewählt wird, lässt sich dies
mit denselben technischen Mitteln realisieren. Stillstände lassen sich auch realisieren
durch Bewegungsabläufe wie sie in Fig. 6b dargestellt sind, wobei aber die Phasenverschiebung
zwischen den beiden oszillierenden Kurven nicht 180° beträgt.
[0048] Die
Figuren 7, 8 und 9 zeigen mögliche Antriebe und Getriebe, über die erfindungsgemässe Fördersysteme angetrieben
werden können. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele von Getrieben für die erfindungsgemässe
Fördervorrichtung, andere Getriebe können selbstverständlich auch Verwendung finden.
Die Wahl des Getriebes hängt auch von der Wahl des Antriebs ab. Als Antrieb für die
erfindungsgemässe getaktete Fördervorrichtung kommt fast jede Art von Motor in Frage.
[0049] Figur 7a zeigt ein einfaches Getriebe mit Bewegungskulisse. Der Zylinder 70 trägt auf seiner
zylindrischen Oberfläche eine endlose Nut 71, die den Zylinder zum Beispiel in der
dargestellten Art umläuft und als Bewegungskulisse dient. Ein in die Nut ragender
Gleitschuh (in der Figur nicht sichtbar), der fest mit dem entsprechend geführten
Träger der Förderelemente des erfindungsgemässen Fördermoduls verbunden ist, wird
sich in der aus der Abwicklung in Figur 7b dargestellten Weise bewegen, wenn der Zylinder
70 um seine Achse 72 gedreht wird. Durch entsprechende Variation des Zylinderdurchmessers,
der Umdrehungsgeschwindigkeit des Zylinders und der Form der Nut kann der Bewegungsablauf
des Gleitschuhs und damit der Förderelemente an verschiedene Anforderungen angepasst
werden.
[0050] Figur 8 zeigt ebensolche Getriebe wie Fig. 7. Fig 8a zeigt eine Ausführungsform, die für
den Antrieb von zwei Gruppen von Förderelementen eingesetzt werden kann. Der Zylinder
70 besitzt hier zwei Nuten 71.1, 71.2. Über zwei Verbindungselemente 72.1, 72.2 werden
die einzelnen Förderelemente 73, die hier nur schematisch angedeutet sind, angetrieben.
Die Ausgestaltung des Getriebes mit der entsprechenden Bewegungskulisse führt zu einer
Hin- und Herbewegung der Förderelemente 73 in Richtung der Pfeile. Die Fig 8b zeigt
ein für dieselbe Anwendung geeignetes Getriebe wie Fig. 8a, dessen Zylinder 70 aber
nur eine Nut 71 aufweist. Die beiden Verbindungselemente 72.1 und 72.2 werden durch
entsprechende Gleitschuhe, die beide in der einen Nut 71 laufen, in der durch die
Pfeile angedeuteten Weise bewegt.
[0051] Figur 9a zeigt schematisch ein Getriebe, mit dessen Hilfe in etwa der Bewegungsablauf für
Förderelemente, der den Schemata in Figur 1 zugrunde liegt, erzeugt werden kann. Da
der entsprechende Bewegungsablauf eine gleichförmige Transportgeschwindigkeit für
den Schuppenstrom ergibt, wird er idealerweise angestrebt. Es handelt sich um ein
dreigliedriges Schubkurbelgetriebe. Eine Kurbel 90 wird durch das Antriebsrad 91 geschoben
und wird im Punkt X durch ein drehbares Gleitlager geführt. Das nicht angetriebene
Ende der Schubkurbel 90 führt eine ellipsenförmige Bewegung aus, auf der seine Geschwindigkeit
nicht konstant ist. Der Zwischenhebel 92 ist gelenkig mit der Schubkurbel 90 und mit
dem die Förderelemente tragenden Träger 93 der Förderelemente verbunden, womit die
Bewegung auf die Förderelemente übertragen wird. Der resultierende Bewegungsablauf
ist in Figur 9b dargestellt. Dieser Bewegungsablauf ermöglicht eine vorteilhafte Förderung
von Druckprodukten mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit. Der mit S markierte
Bereich der Bewegung wird für die Förderung der Druckprodukte genutzt. An den Stellen
Ü₁ und Ü₂ erfolgt jeweils die Übergabe der Druckprodukte.
[0052] Das erfindungsgemässe Förderverfahren besitzt den bereits erwähnten Vorteil, dass
es takterhaltend bzw. taktregenerierend ist. Bei herkömmlichen Fördersystemen führen
Störeinflüsse (Reibung, Erschütterungen, etc.) dazu, dass Druckprodukte, die in einem
Schuppenstrom gefördert werden, bezüglich der Förderrichtung verdreht oder gegenseitig
verschoben werden. Vor allem nach längeren Förderstrecken können einzelne Druckprodukte
gegenüber ihrer Sollage derart stark verschoben oder verdreht sein, dass beinachfolgenden
Arbeitsschritten Störungen auftreten oder dieses Druckprodukt entfernt werden muss.
Der Schuppenstrom weist an der betreffenden Stelle eine Störung auf, was indirekt
eine Störung des Fördertakts bedeutet. Wenn eine solche Störstelle eine Arbeitsstation
(z.B. Heftung) erreicht, muss dies berücksichtigt werden. Demgegenüber weist das erfindungsgemässe
Förderverfahren den grossen Vorteil auf, dass nach jeweils sehr kurzen Förderabschnitten
die Druckprodukte übergeben werden und dabei automatisch eine Ausrichtung bzw. Korrektur
der Lage der einzelnen Druckprodukte erfolgt. Störungen können sich mit anderen Worten
nicht summieren, sondern werden schon "im Anfangsstadium" korrigiert. Damit wird bei
jeder Übergabe/Über-nahme eines Druckproduktes auch der Takt erhalten bzw. regeneriert,
falls eine Störung eingetreten ist. Des weiteren ist es aber auch möglich, einzelne
Druckprodukte bewusst während einer oder mehrerer Taktperioden aus ihrer (Soll)Lage
zu nehmen, bspw. um einen Arbeitsschritt auszuführen. Sofern die Druckprodukte nicht
ausserhalb einer gewissen Toleranz zurückpositioniert werden, wird im folgenden Takt
(bei der nächsten Übergabe) das Druckprodukt automatisch wieder in seine korrekte
Lage gebracht.
1. Verfahren zum Fördern von Druckprodukten, insbesondere von Druckprodukten in der Form
eines Schuppenstroms, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderstrecke in kleine Strecken (Schrittlängen S) aufgeteilt ist, dass jeder dieser Strecken mindestens zwei Förderelemente zugeordnet sind, die ein Druckprodukt
oder eine kleine Gruppe von Druckprodukten über die entsprechende Schrittläng (S)
fördern, dass die Förderelemente mindestens während dem Fördern eine Förderkonfiguration annehmen
und dass die Förderung regelmässig getaktet abläuft, wobei der Zeitraum (Taktlänge T), den
jedes Förderelement für eine Förderung über die Schrittlänge (S) zur Verfügung hat,
über die ganze Förderstrecke konstant bleibt.
2. Förderverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Förderelement in den Zeiträumen, in denen es nicht fördert, eine Nichtförder-Konfiguration
annimmt und an den Ausgangspunkt der ihm zugeordneten Schrittlänge (S) zurückkehrt.
3. Förderverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schrittlänge (S) zwei Förderelemente zugeordnet sind, wobei das erste
Förderelement während einer Taktlänge (Tn) fördert, das zweite sich zum Ausgangspunkt zurückbewegt, während der nächsten Taktlänge
(Tn+1) das erste Förderelement sich zum Ausgangspunkt zurückbewegt und das zweite fördert.
4. Förderverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schrittlänge (S) drei oder mehr Förderelemente zugeordnet sind, wobei
das erste Förderelement während der Taktlänge (Tn), das zweite während der Taktlänge (Tn+1), das dritte während der Taktlänge (Tn+2) etc. fördert und dass jedes Förderelement die Taktlängen, in denen die anderen Förderelemente
fördern, dazu zur Verfügung hat, an den Ausgangspunkt der ihm zugeordneten Schrittlänge
(S) zurückzukehren.
5. Förderverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente einer Förderstrecke in Gruppen von synchron bewegten Förderelementen
zusammengefasst sind und dass die Förderelemente einer Gruppe gemeinsam angetrieben
werden.
6. Förderverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente sich über die Schrittlänge (S) in Förderrichtung vorwärts
und wieder zurück bewegen, dass also ihr Hub (H) der zugeordneten Schrittlänge (S)
entspricht.
7. Förderverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil des Hubes (H) zum Fördern, also als Schrittlänge (S) ausgenützt
wird.
8. Förderverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub (H) der Förderelemente die zugeordnete Schrittlänge (S) beidseitig
überlappt.
9. Förderverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente eine Bewegungslinie aufweisen, die während der Bewegung
in Förderrichtung mindestens annähernd über den gesamten Hub (H) einen linearen Geschwindigkeitsverlauf
haben.
10. Förderverfahren, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Schrittlänge (S) derjenige Teil des Hubes (H) ausgenützt wird, während
dem die Geschwindigkeit des Förderelementes konstant ist.
11. Förderverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Förderstrecke benachbarte Schrittlängen (Sn und Sn+1) sich um eine Strecke SÜ. überlappen, und dass die Bewegungen der Förderelemente derart synchronisiert sind,
dass das jeweils übernehmende Förderelement, das der Schrittlänge (Sn+1) zugeordnet ist, den Übernahmepunkt (sÜ) etwas nach dem jeweils übergebenden Förderelement, das der Schrittlänge (Sn) zugeordnet ist, erreicht.
12. Förderverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittlängen (S) über die ganze Förderstrecke gleich lang sind oder dass
sie über Teile der Förderstrecke verlängert oder verkürzt sind.
13. Förderverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente, die einer speziellen Schrittlänge (Sn) oder verschiedenen speziellen Schrittlängen zugeordnet sind, bei denen die Druckprodukte
kurz angehalten werden sollen, die Schrittlänge (Sn) in einer kürzeren Zeit (T′) als die Taktlänge (T) bewältigen, sodass sich für jedes
Druckprodukt oder jede Gruppe von Druckprodukten eine Wartezeit (TH = T - T′) ergibt.
14. Förderverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente derart bewegt werden, dass im Übergabezeitpunkt die Geschwindigkeiten
(v) des übergebenden und übernehmenden Förderelementes am Übergabeort (SÜ) mindestens annähernd gleich gross sind.
15. Förderverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum (Taktlänge T), den jedes Förderelement für eine Förderung über
die Schrittlänge (S) zur Verfügung hat, nach einer gewissen Zeit t (t bedeutend grösser
als T) variiert wird.
16. Vorrichtung zum Fördern von Druckproduktten, insbesondere von Druckprodukten in der
Form eines Schuppenstroms, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine stationäre Auflage (1) von der Länge einer Förderstrecke und mindestens
zwei bewegbare Förderelemente (21, 31) umfasst, dass je mindestens zwei Förderelemente
einer Schrittlänge (S₁, S₂, S₃, ..., Sn) zugeordnet sind und dass sie mindestens einen Antrieb umfasst.
17. Fördervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Förderstrecke mehrere Fördermodule enthält, die lückenlos aneinandergereiht
die Förderstrecke bilden, und dass die Förderelemente der einzelnen Fördermodule Antriebe
umfassen, die im gleichen Takt arbeiten.
18. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente mindestens zum Teil aus je mindestens einem versenkbaren
Schieber (z.B. 21) bestehen, der in einem entsprechenden Schlitz der Auflage (1) angeordnet
ist und der in Förder-Konfiguration über der Auflage (1) positioniert ist, in Nichtförder-Konfiguration
in dem Schlitz unter der Oberfläche der Auflage versenkt ist.
19. Fördervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die versenkbaren Schieber als Federn ausgebildet sind, derart, dass sie in
belastetem Zustand versenkt, in unbelastetem Zustand nicht versenkt sind.
20. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente mindestens zum Teil aus je zwei versenkbaren, winkelförmigen
Schiebern (16b) bestehen, die seitlich von der Auflage (1) angebracht sind und die
mit Einstellmitteln zur Einstellung ihres Abstandes versehen sind.
21. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente mindestens zum Teil aus je mindestens einer versenkbaren
Klemme bestehen, die in einem entsprechenden Schlitz der Auflage (1) angebracht sind
und die in Förder-Konfiguration über der Auflagenoberfläche positioniert und geschlossen,
in Nichtförder-Konfiguration unter der Auflagenoberfläche versenkt ist, oder dass
die Förderelemente aus je ein oder zwei Klemmen bestehen, die seitlich der Auflage
angebracht sind und die in Förder-Konfiguration geschlossen, in Nichtförder-Konfiguration
offen sind.
22. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente mindestens zum Teil aus je mindestens einem Schieber bestehen,
der für seine Bewegung gegen die Förderrichtung stromlinienförmig ausgebildet ist.
23. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Gruppen von sich synchron bewegenden Förderelementen je auf einem gemeinsamen
Träger (10) befestigt sind, und dass der Träger mit einem Antrieb wirkverbunden ist.
24. Fördervorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schieber oder Klemmen, die zum gleichen Förderelement gehören, über
Querarme (8) und Verbindungsstücke (9) am Träger (10) befestigt sind.
25. Fördervorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass von Förderelementen, die aus mehreren Schiebern oder Klemmen bestehen, alle
in einer Reihe angeordneten Klemmen oder Schieber auf einem Träger befestigt sind.
26. Fördervorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger unabhängig voneinander mit Antrieben wirkverbunden sind und auf
gekrümmten Teilen der Förderstrecke die Schrittlänge dem Krümmungsradius angepasst
ist, oder dass die Träger mit einem gemeinsamen Antrieb wirkverbunden sind und auf
gekrümmten Teilen der Förderstrecke nur eine Reihe mit Schiebern oder Klemmen ausgerüstet
ist.
27. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb, der die Förderelemente oder auf Trägern montierte Gruppen von
synchron bewegenden Förderelementen antreibt, ein Getriebe umfasst, das aus einem
drehenden Zylinder (70) mit mindestens einer endlosen Nut (71) und mindestens einem
in der Nut laufenden Gleitschuh, mit dem Förderelemente oder Träger wirkverbunden
sind, besteht.
28. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb, der die Förderelemente oder Gruppen von sich synchron bewegenden
Förderelementen antreibt, ein dreigliedriges Schubkurbelgetriebe ist, das ein Antriebsrad
(91), eine Schubkurbel (90), die in einem Punkt (X) drehbar gelagert ist, und einen
Zwischenhebel (92), der wirkverbunden ist mit den Förderelementen oder dem Träger
(93) der Förderelemente, umfasst.