Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenstapeleinrichtung im Ausleger einer bogenverarbeitenden Maschine, insbesondere Druckmaschine, mit einem in den Stapelbereich einfahrbaren und entgegen der Einfahrrichtung aus dem Stapelbereich herausfahrbaren Zwischenstapelträger, der aus gelenkig miteinander verbundenen Tragrollen, die in Führungen führbar angeordnet und rotierend antreibbar sind, gebildet ist.
Einrichtungen dieser Art finden vor allem in Auslegern von schnelllaufenden bogenverarbeitenden Maschinen Verwendung, die Bogen in kontinuierlicher Folge produzieren. Diese Bogen werden im Ausleger zu sogenannten Hauptstapeln auf Stapelträgern abgelegt, die, wenn der Hauptstapel eine bestimmte Höhe erreicht hat, durch neue Stapelträger ersetzt werden. Die in der Zeit des Stapelwechsels im Ausleger anfallenden Bogen werden von Zwischenstapelträgern aufgenommen, die zu diesem Zweck in den Stapelbereich eingeschoben werden. Nach abgeschlossenem Stapelwechsel erfolgt die Überführung des Zwischenstapels auf den neuen Stapelträger, wodurch eine unterbrechungsfreie Produktion ermöglicht wird.
Es ist bekannt, Zwischenstapeleinrichtungen mit Tragrosten, Bandreihen oder Tuchflächen auszuführen. Eine Zwischenstapeleinrichtung mit einem Tragrechen ist in der DE 29 35 710 C2 beschrieben. Der Tragrechen umfasst teleskopartig ausgebildete Rechenstäbe, die in Richtung des Durchlaufs der Bogen in den Stapelbereich eines im Non-Stop-Betrieb arbeitenden Auslegers eingeschoben werden.
Die DE 199 10 242 A1 offenbart einen Tragrechen, der entgegen der Bogenlaufrichtung in den Stapelbereich eingeschoben wird und in einem in Einschubrichtung vorn liegenden Bereich angeschrägt ist.
Die Nachteile der genannten Einrichtungen bestehen darin, dass zwischen dem in den Stapelbereich einschiebbaren Zwischenstapelträger und dem auf diesem während der Zeit des Stapelwechsels gebildeten Zwischenstapel beim Herausziehen des Zwischenstapelträgers eine Schubkraft wirkt. Dadurch werden die im Zwischenstapel untenliegenden Bogen vom Zwischenstapelträger mitgezogen, was den Stapelbildungsprozess stört. Zudem besteht insbesondere bei Bogen, die im Schön- und Widerdruck bedruckt sind, die Gefahr von Beschädigungen der Bogenunterseite infolge der Relativbewegungen.
Eine demgegenüber verbesserte Zwischenstapeleinrichtung ist aus der DE 15 61 103 A1 bekannt. Diese besteht aus einer Kombination von gelenkig miteinander verbundenen Tragrollen und Antriebselementen zum zwangsläufigen Antrieb derselben, wobei die Tragrollen dicht nebeneinander angeordnet und in Kugellagern gelagert sind, der Außenring des Kugellagers als Laufrolle ausgebildet ist und die Führungsschienen der Laufrollen bogenförmig ausgebildet sind. Damit wird erreicht, dass die Tragrollen beim Einfahren bzw. Herausfahren in eine Drehbewegung versetzt werden, derart, dass keine Relativbewegung und damit keine Schubkraft zwischen den Tragrollen und den im Zwischenstapel untenliegenden Bogen auftritt.
Die Tragrollen müssen, wenn sie in Auslegern großformatiger Maschinen eingesetzt werden, große Tragweiten zwischen den Führungen überbrücken. Zudem besteht die Forderung nach einer großen Aufnahmekapazität für bedruckte Bogen, um auch bei schnelllaufenden Maschinen ohne Verringerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit ausreichend Zeit für das Wechseln des Hauptstapels verfügbar zu haben, was zu großen Flächengewichten auf dem Zwischenstapelträger führt. Der Zwischenstapelträger soll dabei eine möglichst geringe Eigenmasse aufweisen, um schnell in den Stapelbereich einfahren bzw. aus dem Stapelbereich herausfahren zu können. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, sind die in den bekannten Hilfsstapelträgern vorgesehenen Tragrollen mit verhältnismäßig großem Durchmesser ausgebildet.
Solange der Hilfsstapelträger eingefahren ist, erfolgt die Ablage der folgenden Bogen auf diesem und es bildet sich ein Hilfsstapel. Mit dem Herausfahren des Hilfsstapelträgers wird der Hilfsstapel auf der Stapelplatte bzw. dem neuen Bogenstapel abgelegt. Dabei bildet sich zwischen dem Hilfsstapelträger und der Oberseite des neuen Stapels eine mit dem Hilfsstapelträger horizontal wandernde Stufe. In dieser Phase des Stapelwechsels liegt somit ein erster Teilbereich des Hilfsstapels noch auf dem Hilfsstapelträger auf, während ein zweiter Bereich bereits auf dem neuen Stapelträger aufliegt. In einem zwischen diesen beiden Bereichen liegenden Übergangsbereich werden die abgelegten Bogen abhängig von der Höhe des Hilfsstapels unterschiedlich verformt, was zu Relativbewegungen zwischen den aufeinanderliegenden Bogen führt. Dabei können die bedruckten und/oder lackierten Bogenseiten beschädigt werden, was sich insbesondere bei im Schön- und Widerdruck bedruckten Bogen nachteilig auswirkt. Zudem wird die Übertragung von Farbe auf benachbarte Bogen begünstigt.
Gemäß der DE 42 44 384 A1 kann an der ersten Tragrolle einer solchen Zwischenstapeleinrichtung eine keilförmig ausgebildete Trennschiene angeordnet sein. Diese erleichtert das Einfahren des Zwischenstapelträgers. Der Nachteil besteht darin, dass beim Herausfahren der Zwischenstapeleinrichtung eine Relativbewegung zwischen der Trennschiene und dem untenliegenden Bogen auftritt, die zu Beschädigungen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine Zwischenstapeleinrichtung im Ausleger einer bogenverarbeitenden Maschine zu schaffen, mit der die mechanische Beanspruchung der Bogen beim Herausfahren des Zwischenstapelträgers aus dem Stapelbereich vermindert wird.
Die Aufgabe wird durch die Lehre von Patentanspruch 1 gelöst, indem die in Einfahrrichtung vorderste Tragrolle bezüglich der übrigen Tragrollen mit verkleinertem Durchmesser ausgeführt ist und die Führungen so ausgebildet sind, dass sich während des Ein- oder Herausfahrens die bogentragende Mantellinie der in Einfahrrichtung vordersten Tragrolle auf einem Höhenniveau bewegt, das unterhalb des Höhenniveaus liegt, auf dem sich die bogentragenden Mantellinien der übrigen Tragrollen bewegen.
Dadurch werden die Verformungen der Bogen beim Herausfahren des Zwischenstapelträgers in vorteilhafter Weise auf ein Minimum reduziert. Die sich bildende Stufe zwischen dem Zwischenstapelträger und der Ablageebene auf dem neuen Stapelträger bzw. Stapel verkleinert sich und die Bogen können ausgehend von der letzten Tragrolle mit normalem Durchmesser gestützt von mindestens einer Tragrolle mit verkleinertem Durchmesser auf den Stapelträger gleiten. Dabei treten zwischen dem untersten Bogen und dem Zwischenstapelträger infolge des zwangsweisen Antriebs der Tragrollen keine Relativbewegungen auf.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Rotationsachse der vordersten Tragrolle in einem kleineren vertikalen Abstand zu den Führungen anzuordnen als die Rotationsachsen der übrigen Tragrollen, so dass die unterste Mantellinie der vordersten Tragrolle annähernd auf dem Höhenniveau der untersten Mantellinien der übrigen Tragrollen liegt. Die beim Herausfahren des Zwischenstapelträgers entstehende Stufe wird durch diese Maßnahme auf den Durchmesser der vordersten Tragrolle reduziert. Der Durchmesser der vordersten Tragrolle kann verhältnismäßig klein ausfallen, da die vorderste Tragrolle bedingt durch ihre Lage am Stapelrand ein geringeres Gewicht tragen muss als die übrigen Tragrollen.
Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung weisen die Führungen einen ersten und einen diesem gegenüber tieferliegenden zweiten Führungsbereich auf, wobei bei eingefahrenem Zwischenstapelträger der erste Führungsbereich die vorderste Tragrolle und der zweite Führungsbereich die übrigen Tragrollen führt, so dass im eingefahrenen Zustand die bogentragenden Mantellinien aller Tragrollen auf dem gleichen Höhenniveau verlaufen. Der Zwischenstapelträger bildet nach Abschluss des Einfahrvorganges ein ebenes Auflageniveau zur Aufnahme des Zwischenstapels, was den Stapelbildungsprozess begünstigt.
Dazu kann der zweite Führungsbereich um die Durchmesserdifferenz zwischen der vordersten und der dieser benachbarten Tragrolle tieferliegend angeordnet sein als der erste Führungsbereich, wobei die Rotationsachsen der Tragrollen in einem gleichbleibenden Abstand zu den Führungsbereichen geführt werden, die dem Radius der jeweiligen Tragrolle entsprechen.
Die Erfindung ist nicht auf Ausführungen beschränkt, bei denen nur eine Tragrolle im Durchmesser verkleinert ist. Vielmehr können die Durchmesser von mehreren nebeneinanderliegenden Tragrollen abgestuft sein, wobei jeweils die in Einfahrrichtung vordere von zwei benachbarten Tragrollen einen gegenüber der anderen Tragrolle verkleinerten Durchmesser aufweisen muss. Die im Durchmesser verkleinerten Tragrollen bilden mit ihren bogentragenden Mantellinien eine Art schiefe Ebene, auf der der Zwischenstapel beim Übergang auf den Stapelträger geführt wird.
Eine Weiterbildung sieht vor, zwischen der vordersten und der dieser benachbarten Tragrolle eine Traverse mit einer den Bogen zugewandten Stützfläche anzuordnen, die die Bogen zwischen den Tragrollen abstützt und somit verhindert, dass sich diese durchbiegen. Die Traverse ist auf den ihr benachbarten Tragrollen schwenkbar gelagert, wodurch erreicht wird, dass die Stützfläche sowohl im eingefahrenen Zustand wie auch beim Ein- oder Herausfahren annähernd in der gedachten Verbindungsebene zwischen den bogentragenden Mantellinien der ihr benachbarten Tragrollen oder unterhalb dieser verläuft. Die Stützfläche kann im Querschnitt gesehen konvex gekrümmt sein.
Um eine weitere Verringerung des Durchmessers der vordersten Tragrolle zu erreichen, kann diese gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mittig auf der Traverse gelagert sein. Die vorderste Tragrolle ist, wie auch die anderen Tragrollen, beim Einfahren oder Herausfahren zwangsweise angetrieben. Das dazu benötigte Abtriebsmoment kann von der benachbarten Tragrolle abgenommen werden.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die nachfolgende Erfindung näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt:
Der Ausleger 1, dargestellt in Fig. 1, nimmt die frisch bedruckten und/oder lackierten Bogen 3 von der letzten Verarbeitungsstation der bogenverarbeitenden Maschine, insbesondere Druckmaschine ab. Zum Transport der Bogen 3 dienen umlaufende Fördersysteme, die Greifer tragende Greiferwagen umfassen, von denen die Bogen 3 an ihren Vorderkanten fixiert und zu einem Stapelträger 18 überführt werden. Oberhalb des Stapelträgers 18 öffnen sich die Greifer und geben die Bogen 3 frei, die von einer Bremseinrichtung abgebremst werden. Als Bremseinrichtung ist eine an den Bogenunterseiten angreifende Saugwalze 16 oder ein nicht dargestelltes Nachgreifersystem vorgesehen. Die abgebremsten Bogen 3 sinken unter der Wirkung der Schwerkraft auf den Stapelträger 18. Dabei besitzen sie noch ausreichend Bewegungsenergie, um sich mit ihren Vorderkanten an Anschläge 15 anzulegen. Auf diese Weise bildet sich auf dem als Palette ausgebildeten Stapelträger 18 aus den kantegenau aufeinander abgelegten Bogen 3 ein Stapel 2. In dem Maß, wie der Stapel 2 auf dem Stapelträger 18 zunimmt, wird der Stapelträger 18 abgesenkt, so dass jeder Bogen 3 annähernd die gleich Fallstrecke zurücklegt. Dazu ist ein die Oberkante des Stapels 2 detektierender Sensor angeordnet, der die Absenkbewegung des Stapelträgers 18 steuert. Spätestens wenn sich der Stapelträger 18 in geringem Abstand oberhalb der Fundamentebene befindet, wird er gegen einen neuen Stapelträger 18 ausgetauscht, dessen Aufnahmekapazität für Bogen 3 noch nicht erschöpft ist. Diesen Prozess bezeichnet man als Stapelwechsel.
Während des Stapelwechsels kommt die in Fig. 2 dargestellte Zwischenstapeleinrichtung zum Einsatz. Diese umfasst einen in den Stapelbereich einfahrbaren und entgegen der Einfahrrichtung 10 aus dem Stapelbereich herausfahrbaren Zwischenstapelträger. Die Einfahrrichtung 10 entspricht im Ausführungsbeispiel der Bogenlaufrichtung, wobei es für die Anwendung der Erfindung nicht darauf ankommt, in welcher Richtung der Zwischenstapelträger in den Stapelbereich einfährt.
Der Zwischenstapelträger besteht aus über Laschen gelenkig miteinander verbundenen Tragrollen 4, 5, die annähernd parallel nebeneinander angeordnet sind und stirnseitig in Führungen 6 geführt werden. Die Tragrollen 4, 5 sind bevorzugt hohl ausgeführt und mit Kugellagern gelagert, wobei der Außenring der Kugellager als Laufrolle ausgebildet ist und in den Führungen 6 läuft. Die Kugellager sitzen auf stirnseitig an den Tragrollen 4, 5 angeordneten Bolzen. Der Abstand zwischen den Tragrollen 4, 5 ist so bemessen, dass sich die Bogen 3 auf den Tragrollen 4, 5 ablegen, ohne zwischen diesen durchzuhängen. Sämtliche Tragrollen 4, 5 sind rotierend antreibbar. Dazu sind auf den Bolzen der Tragrollen 4, 5 Riemenscheiben verdrehfest angeordnet, die mit einem umlaufenden Zahnriemen zusammenwirken. Alternativ dazu kann der Antrieb der Tragrollen 4, 5 mit einer Kombination aus Zahnstange und Zahnrädern bzw. über Reibräder realisiert werden. Jede der Tragrollen 4, 5 kann dabei unmittelbar von dem Zahnriemen oder einem vergleichbaren Getriebeglied angetrieben werden. Demgegenüber bevorzugt, wird die Bewegung zum Antrieb der in Einfahrrichtung 10 vordersten Tragrolle 4 von der dieser benachbarten Tragrolle 5 abgenommen, wozu auf der vordersten und der dieser benachbarten Tragrolle 4, 5 Zahnräder 12, 13 angeordnet sind, die direkt oder über ein Zwischenrad 11 miteinander zusammenwirken. Zwischen der in Einfahrrichtung 10 vordersten Tragrolle 4 und der dieser benachbarten Tragrolle 5 ist eine Traverse 14 ausgebildet, die eine den Bogen 3 zugewandte Stützfläche 9 mit einer farbabweisenden Beschichtung aufweist. Die Traverse 14 ist gelenkig auf den an den Tragrollen 4, 5 ausgebildeten Bolzen gelagert. Die in Einfahrrichtung 10 vorderste Tragrolle 4 ist bezüglich der übrigen Tragrollen 5 mit verkleinertem Durchmesser ausgeführt.
Wie in Fig. 3 dargestellt, liegt die Stützfläche 9 annähernd in der gedachten Verbindungsebene zwischen den bogentragenden Mantellinien der der Traverse 14 benachbarten Tragrollen 4, 5. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist sie im Querschnitt entsprechend der Biegelinie der Bogen 3 bei der Überführung auf den Stapelträger 18 konvex gekrümmt. Die vorderste Tragrolle 4 ist seitlich und an mindestens einer weitem Stelle abgestützt, wozu eine vorzugsweise mittig angeordnete Lagerstelle 19 vorgesehen ist.
Die Führungen 6 weisen einen ersten Führungsbereich 7 und einen diesem gegenüber tieferliegenden zweiten Führungsbereich 8 auf. Die Führungsbereiche 7, 8 schließen sich in Einfahrrichtung 10 aneinander an. Sie sind derart ausgeführt, dass sich während des Ein-oder Herausfahrens die Bogen 3 tragende Mantellinie der in Einfahrrichtung 10 vordersten Tragrolle 4 auf einem Höhenniveau bewegt, das unterhalb des Höhenniveaus liegt, auf dem sich die Bogen 3 tragenden Mantellinien der übrigen Tragrollen 5 bewegen. Bei eingefahrenem Zwischenstapelträger führt der erste Führungsbereich 7 die vorderste Tragrolle 4 und der zweite Führungsbereich 8 die übrigen Tragrollen 5, so dass im eingefahrenen Zustand des Zwischenstapelträgers die bogentragenden Mantellinien aller Tragrollen 4, 5 auf dem gleichen Höhenniveau verlaufen.
Nachfolgend soll die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zwischenstapeleinrichtung beschrieben werden.
Fig. 4 zeigt die auf dem Stapelträger 18 zu einem Stapel 2 abgestapelten Bogen 3. Während kontinuierlich weitere Bogen 3 zugeführt werden, fährt der Zwischenstapelträger in Einfahrrichtung 10 in den Stapelbereich in eine Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bogen 3 ein. Die Tragrollen 4, 5 des Zwischenstapelträgers sind dabei zwangsweise rotierend angetrieben, so dass keine Relativbewegung zwischen diesen und den Bogen 3 entsteht. Während der Einfahrbewegung des Zwischenstapelträgers werden die Laufrollen 4, 5 vom zweiten Führungsbereich 8 der Führungen 6 geführt. Die bogentragende Mantellinie der in Einfahrrichtung 10 vordersten Tragrolle 4 bewegt sich damit auf einem Höhenniveau, das unterhalb des Höhenniveaus liegt, auf dem sich die bogentragenden Mantellinien der übrigen Tragrollen 5 bewegen. In der letzten Phase der Einfahrbewegung erreicht die in Einfahrrichtung 10 vorderste Tragrolle 4 den ersten Führungsbereich 7, so dass bei eingefahrenem Zwischenstapelträger nur diese vom ersten Führungsbereich 7 und die übrigen Tragrollen 5 vom zweiten Führungsbereich 8 der Führungen 6 geführt werden. Damit liegen im eingefahrenen Zustand gemäß Fig. 5 die bogentragenden Mantellinien aller Tragrollen 4, 5 auf dem gleichen Höhenniveau, von dem beginnend der Zwischenstapel 17 aufgebaut wird. Neben dem Zwischenstapelträger können nicht dargestellte Aufnahmefinger oder -platten vorgesehen sein, die entgegen der Einfahrrichtung 10 in den Stapelbereich einschiebbar sind und somit den Stapelbildungsprozess während des Einfahrens des Zwischenstapelträgers unterstützen. Nach dem Austausch eines Bogen 3 tragenden Stapelträgers 18 durch einen neuen, wird der neue Stapelträger 18 angehoben, bis sich seine Ablageebene unmittelbar unterhalb des Zwischenstapelträgers befindet. Durch das Herausfahren des Zwischenstapelträgers aus dem Stapelbereich erfolgt eine Überführung des Zwischenstapels 17 auf den Stapelträger 18, wobei die in Bogelaufrichtung 10 vorderste Tragrolle 4 und die Traverse 14 die Bogen 3 stützen.